Результат интеллектуальной деятельности: Стержень для прогрева ДВС и гидробака газом

Изобретение относится к машиностроению, а именно к прогреву закрытым горением, агрегатов и узлов строительных машин (машин для земляных работ, дорожных, подъемно-транспортных машин и оборудования) работающих в полевых условиях.

Опыт эксплуатации машин в условиях низких отрицательных температур, а также анализ статистических данных показывает, что около 70% всех отказов приходится на узлы и детали гидропривода [Мерданов Ш.М. и др. Исследование и разработка системы тепловой подготовки гидропривода строительно-дорожных машин // «Строительные и дорожные машины», 2013, №1], что объясняется возрастанием вязкости рабочей жидкости за время стоянки строительно-дорожных машин (СДМ). Работа гидропривода машин, работающих в полевых условиях, обеспечивается при разогретой рабочей жидкости и, следовательно, при снижении ее вязкости.

Известен способ подготовки природного газа и газовая горелка с принудительной подачей воздуха [Патент РФ №2176358, МПК: F23D 14/24 (2000.01), опубл. 27.11.2001], которое относится к теплоэнергетике, в частности к использованию природного газа в качестве источника тепловой энергии.

Недостатками является непригодность их использования для прогрева элементов СДМ при размещении устройств прогрева под СДМ.

Известна система прогрева элементов гидропривода [Патент РФ №2569862, МПК: F15B 21/00 (2006.01), опубл. 27.11.2015] которое относится к машиностроению, а именно к гидроприводу машин, работающих в полевых условиях, в частности к элементам гидропривода.

Недостатками изобретения являются, необходимость обязательного запуска машины, для начала осуществления прогрева ДВС и гидропривода. Отсутствует возможность прогрева одним изобретением поочередно несколько машин. Низкая интенсивность прогрева.

Известно изобретение [Патент РФ 2560767, МПК F02N 19/04 (2010.01), опубл. 20.08.2015] относится к машиностроению, а именно к прогреву гидропривода и двигателя машин, работающих в полевых условиях. Устройство содержит корпус для загрузки дров с рядом каналов, в которых 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. Обеспечивается сокращение времени тепловой подготовки гидропривода, сокращение вредных выбросов в окружающую среду от ДВС, снижение расхода топлива строительно-дорожных машин и увеличение ресурса элементов гидросистемы.

Недостатками изобретения является отсутствие вентиляционных отверстий, отсутствие возможности менять состав топлива и воздуха в корпусе устройства. Отсутствие возможности изменять интенсивность прогрева. После сгорания топлива, необходимо отчищать корпус и загружать новое топливо. Продолжительный процесс поджигания топлива.

Наиболее близким является устройство для регулирования интенсивности прогрева строительных машин [Патент РФ №2643272, МПК: F02N 99/00 (2010.01) F02N 19/08 (2010.01)] которое относится к машиностроению, а именно к гидроприводу машин, работающих в полевых условиях, в частности к элементам гидропривода.

Недостатками изобретения являются, отсутствия возможности регулирования подачи топлива в корпус изобретения. Снижение жесткости конструкции. После сгорания топлива, необходимо отчищать корпус и загружать новое топливо. Продолжительный процесс поджигания топлива.

В качестве изобретения для модернизации было выбрано, устройство для прогрева гидробака и двигателя СДМ [Патент РФ №2560767, МПК F02N 19/04 (2010.01), опубл. 20.08.2015], которое имеет корпус, в дне которого имеется два или более каналов, в которых расположены транспортирующие стержни. Один конец которых выполнен с местом для таблетки, предназначенной для розжига костра, а другой конец имеет ручку для перемещения транспортирующего стержня по каналу. Сверху устройства имеется полносъемная крышка, 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 устройства, на уровне с ручками для транспортировки устройства для прогрева гидробака и двигателя СДМ, имеется транспортирующая дуга устройства, а под дном устройства имеются лыжи для транспортировки.

Причинами препятствующими достижению результата (сокращение времени тепловой подготовки гидропривода, сокращении вредных выбросов в окружающую среду от ДВС, снижении расхода топлива СДМ) является, отсутствие возможности регулирования подачи воздуха в корпус устройства из-за отсутствия вентиляционных отверстий. Трудоемкий процесс очищения корпуса изобретения от продуктов сгорания и загрузка нового топлива.

Задачей, на решение который направлено заявляемое техническое решение, является сокращение затрат ресурсов на разогрев гидропривода и двигателя внутреннего сгорания (ДВС) машин, повышение надежности СДМ работающих в полевых условиях при низких отрицательных температурах, путем использования природного газа - а именно сжиженного газа, для прогрева гидробака и ДВС СДМ.

Технический результат предлагаемой конструкции устройства для прогрева заключается в сокращении времени тепловой подготовки гидропривода, сокращении вредных выбросов в окружающую среду от ДВС, снижении расхода топлива СДМ и увеличение ресурса элементов гидросистемы и ДВС.

Стержень для прогрева ДВС и гидробака газом состоит из корпуса, ограничителя, ручки, горелок, крышек, аккумулятора, свечей электроподжига и датчиков пламени отличающийся тем, что в ограничителе, под ручкой, имеется место для подсоединения газовых шлангов. Внутри корпуса, имеется основной трубопровод, который соединен с местом подсоединения газовых шлангов. Внутри корпуса стержня выше основного трубопровода, параллельно ему располагается вспомогательный трубопровод, соединенный с основным трубопроводом, как минимум двумя соединителями, вспомогательный трубопровод имеет как минимум три выходных канала. Над каждым выходным каналом, располагается горелка, состоящая из корпуса и крышки. В каждом выходном канале имеется заслонка, соединенная с малым стержнем, который имеет шарнирное крепление с корпусом и шарнирное крепление, с регулирующим стержнем. Регулирующий стержень располагается внутри полости для регулирующего стержня, полость располагается сбоку от вспомогательного трубопровода. На конце регулирующего стержня, располагающегося внутри ограничителя, имеется жесткое соединение с рейкой-шестерней, которая находится в зубчатом зацеплении с шестеренчатым колесом, находящемся на валу, который располагается на подшипниках внутри ограничителя. Вал жестко соединен с регулирующими колесами, находящимися снаружи - с левой и правой стороны от ограничителя. Снаружи каждой горелки, располагается свеча электроподжига и датчик пламени. Свеча электроподжига располагается на таком расстоянии от корпуса горелки, чтобы при подаче тока на свечу электроподжига, искра контактировала с корпусом горелки. Питание свечи электроподжига горелки осуществляется за счет аккумулятора, который соединен с верхней частью ограничителя, аккумулятор и свечи электроподжига соединены проводами.

Снижение времени на тепловую подготовку гидросистемы, реализуется за счет прогрева гидробака до запуска ДВС, что так же позволяет уменьшить загрязнение окружающей среды и уменьшить расход топлива.

На фиг. 1 изображен стержень для прогрева ДВС и гидробака газом (вид сверху);

На фиг. 2 изображен стержень для прогрева ДВС и гидробака газом (вид сбоку);

На фиг. 3 изображен разрез А-А фиг. 2;

На фиг. 4 изображен разрез В-В фиг. 1;

На фиг. 5 изображен корпус горелки 7 (без крышки 8), направляющий стержень 10, шарнирное соединение 12 и заслонка 13;

На фиг. 6 изображен корпус горелки 7 (без крышки 8), направляющий стержень 10, шарнирное соединение 12, шарнирное соединение 14, заслонка 13;

На фиг. 7 заслонка 13 открывает выходной канал 6 на 1/3;

На фиг. 8 заслонка 13 открывает выходной канал на 2/3;

На фиг. 9 заслонка 13 полностью открывает выходной канал 6.

Стержень состоит из корпуса 1 (внешние габариты которого, такие же, как у направляющего стержня короба для прогрева гидробака и двигателя СДМ [Патент РФ №2560767, МПК F02N 19/04 (2010.01), опубл. 20.08.2015]. Корпус 1 имеет, ограничитель 3 и ручку 2 (габариты ручки 2 такие же, как и габариты ручки направляющего стержня короба для прогрева гидробака и двигателя СДМ). Отличие ручки 2 по сравнению с ручкой направляющего стержня в том, что ручка 2 располагается выше, чем ручка у направляющего стержня, это необходимо для удобства подсоединения любого из общеизвестных газовых шлангов к месту для подсоединения 19 газового шланга находящегося в ограничителе 3. Внутри корпуса 1, имеется основной трубопровод 4, который располагается параллельно с корпусом 1 стержня для прогрева ДВС и гидробака газом. Основной трубопровод 4 соединен с местом подсоединения 19 газового шланга. Место подсоединения 19 газового шланга располагается в ограничителе 3, со стороны ручки 2. Место подсоединения 19 газового шланга имеет резьбу, для подсоединения общеизвестных газовых шлангов со стороны ручки 2. Внутри корпуса 1 стержня, над основным трубопроводом 4 и параллельно ему, располагается вспомогательный трубопровод 5, соединенный с основным трубопроводом 4 с помощью соединителей 9. Соединители 9 располагаются на одинаковом расстоянии, от двух соседних выходных каналов 6. Вспомогательный трубопровод 5 имеет несколько выходных каналов 6, направленных вверх, расположенных внутри корпуса 1. В каждом выходном канале 6 имеется заслонки 13. Заслонка 13 соединена (любым общеизвестным способом) с малым стержнем, который имеет шарнирное крепление 12 с корпусом 1 и шарнирное крепление 14, с регулирующим стержнем 10. Регулирующий стержень 10, располагается внутри полости 11 для регулирующего стержня 10. Полость 11 находится внутри корпуса 1, расположена паралельно основному трубопроводу 4 и вспомогательному трубопроводу 5. Полость 11 располагается сбоку от вспомогательного трубопровода 5. На конце регулирующего стержня 10, находящегося внутри ограничителя 3, имеется жесткое соединение с рейкой-шестерней 16. Рейка-шестерня 16, находится в зубчатом зацеплении с шестеренчатым колесом 15, находящемся на валу 17, который располагается на подшипниках внутри ограничителя 3. Вал жестко соединен с регулирующими колесами 18, находящимися снаружи - с левой и правой стороны от ограничителя 3. Над каждым выходным каналом 6, располагается горелка, состоящая из корпуса 7 и крышки 8. Снаружи каждой горелки, располагается свеча электроподжига 21 и датчик пламени 22. Свеча электроподжига 21 располагается на таком расстоянии от корпуса 7 горелки, чтобы при подаче тока на свечу электроподжига 21, искра контактировала с корпусом 7 горелки. Питание свечи электроподжига 21 горелки осуществляется за счет аккумулятора 20, аккумулятор 20 жестко соединен с верхней частью ограничителя 3. Аккумулятор 20 и свеча электроподжига 21 соединены проводами.

Стержень для прогрева ДВС и гидробака газом работает следующим образом, к месту подсоединения 19 газового шланга, присоединяется любой общеизвестный газовый шланг (сильфонный газовый шланг, газовый шланг в металлической оплетке, газовый шланг из резины и ткани). После этого, корпус 1 стержня для прогрева ДВС и гидробака сжиженным газом, помещается в отверстие для направляющих стержней устройства для прогрева ДВС и гидробака СДМ [Патент РФ, Патент РФ №2560767, МПК F02N 19/04 (2010.01), опубл. 20.08.2015]. После проверяется, то что заслонки 13 полностью закрывают выходные каналы 6. Проверка осуществляется за счет того, что регулирующие колеса 18, поворачиваются до упора (вращение от себя, со стороны ручки 2 (правое регулирующее колесо - по часовой стрелки, левое - против часовой стрелки). После этого подается газ в стержень для прогрева ДВС и гидробака газом. После этого происходит открытие заслонок 13 с помощью регулирующих колес 18, и происходит воспламенение газа, увеличение площади пламени, происходит за счет крышки 8. Регулирующее колеса 18 при вращении, вращают шестеренчатое колесо 15 находящееся на валу 17, которое находится в зубчатом зацеплении с рейкой-шестерней 16 находящейся на регулирующем стержне 10. При перемещении регулирующего стержня 10 от ограничителя 3, помощью происходит открытие заслонок 13.

Регулирование интенсивности прогрева, осуществляется за счет изменения положения заслонок 13 с помощью регулирующих колес 18.

Шланг от баллона с газом или из газопровода подключается к устройству к месту для подсоединения 19 газового шланга, после этого газ попадает в основной трубопровод 4, из него через соединители 9 в вспомогательный трубопровод 5, из него через выходные каналы 6, в горелку 7, где газ воспламеняется от горелки или от горящего газа

После того, как осуществился прогрев. Отключается подача газа, в стержень для прогрева гидробака и ДВС газом. Осуществляется закрытие заслонок 13 с помощью регулирующих колес 18. Происходит извлечение стержня из корпуса устройства для прогрева гидробака и ДВС СДМ. Отсоединяется газовый шланг, от мест присоединения 19 газового шланга.

Открытие заслонки 13 осуществляется за счет движения регулирующего стержня 10. При движении регулирующего стержня 10 в противоположном направлении от ограничителя 3 - происходит движения шарнирного соединения 14 от ограничителя 3 одновременно с этим, происходит вращение малого стержня вокруг шарнирного соединения 12, это способствует тому, что заслонка 13 двигается в направлении ограничителя 3, тем самым осуществляется открытие выходного канала 6. На фиг. 4 изображены положения заслонки 13 (вид сверху): а - корпус 7 горелки и заслонка 13 без крышки 8; b - закрытое положение заслонки 13; с - заслонка 13 открывает выходной канал на 1/3; d - заслонка 13 открывает выходной канал на 2/3; е - заслонка 13 полностью открывает выходной канал 6.

Положение заслонки 13 в один момент времени, одинаковое во всех горелках.

Применение устройства для прогрева, позволяет прогревать гидросистему, и ДВС у разных машин, без установки устройства тепловой подготовки на машины, таким образом, одно устройство может прогревать по очереди несколько машин. Устройство может работать до запуска ДВС, что позволяет снизить количество вредных выбросов в окружающую среду и снизить потребление топлива машин. Экономическая целесообразность использования устройства для прогрева, подтверждается тем что, само устройство не требует высокой точности и качества исполнения, устройство является простой конструкцией, без насосов и электроаппаратуры, за счет этого, он обладает большей надежностью, чем аналоги. А так же не требует сложных инструментов для осуществления ремонта. Устройство использует природный газ.