Результат интеллектуальной деятельности: Способ транспортирования автономной электростанции

Назначение

Изобретение относится к транспортным средствам, приспособленным для транспортировки, перевозки и размещения специальных грузов или объектов.

Уровень техники

В настоящее время в качестве автономной электростанции широко используются недорогие однофазные бензиновые электростанции мощностью несколько киловатт для бесперебойного электроснабжения строительных площадок или небольших производств, в том числе, в полевых условиях, в лесу и т.д., труднодоступных для доставки транспортом, а также в местах, где отсутствуют линии электропередачи и требуется электроэнергия.

Например, такая электростанции Е57 от японского производителя Hitachi (одна из лучших для этих целей), недорогая (приблизительно 68 тыс.руб.) однофазная бензиновая электростанция с ручным стартером, широко используется в России, общий внешний вид которой представлен на фиг. 1 (см. сайт: •https://www.minigen.ru/generator/hitachi/2988). Данная электростанция Е57, установленная на раме через четыре виброизолирующие опоры, является автономным источником электроснабжения максимальной суммарной мощностью 5,7 кВт при напряжении 220 В. Используемый в данной электростанции современный двигатель внутреннего сгорания Mitsubishi GM401P воздушного охлаждения со встроенным датчиком уровня масла, является экономичным и расходует при нагрузке 75% не более 3 л/ч бензина. Электростанция в стандартной комплектации, типа исполнения IP 23, снабжена топливным баком 3 объемом 21 л, позволяющим работать автономно до 7 часов без дозаправки. Также отличительной особенностью генератора является низкий уровень шума (90 дБ) по сравнению с аналогичными моделями иных производителей, а современный синхронный альтернатор позволяет добиться высокой точности выходного напряжения. Она имеет небольшие массу 78 кг, и габариты:

• длину - 685 мм;

• ширину - 500 мм;

• высоту - 500 мм.

В электростанции Е57 для изоляции пространственных вибраций (поглощение колебаний, и снижение уровня шума) используется наиболее сложная схема монтажа виброизолирующих опор в виде амортизаторов, а именно, под углом к осям симметрии электростанции, так как при небольшом отклонении направления линий, проходящих через ось жесткости амортизаторов, от направления на центр тяжести электростанции в системе возникают все шесть связанных режимов собственных колебаний (см. сайт: https://studfiles.net/preview/2829225/page:6/).

Однако использование данной схемы монтажа виброизолирующих опор в электростанции Е57 не позволяет обеспечить достаточный запас вибропрочности, обеспечивающей защиту от остаточной деформации или разрушений при транспортировании данной электростанции Е57 к месту назначения по плохим дорогам и бездорожью, например на автомобиле высокой проходимости, типа Нива или мотовездеходах. Необходимо создать дополнительную виброизоляцию, позволяющую снизить механические нагрузки на электростанцию до значений, находящихся в пределах ее вибропрочности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ транспортирования грузов и контейнер для его осуществления (патент, РФ, №2179524), при котором грузом является автономная электростанция, например Е57, а в качестве транспортного средства используется мотовездеход, например РМ 650-2, взятый авторами за прототип.

Выбор транспортного средства обусловлен имеющимися на сегодня транспортными средствами с высокой проходимостью и реальной ситуации на Российском рынке. Наиболее рациональным выбором (по проходимости, скорости, перевозимой массы и габаритов грузов, по плохим дорогам и бездорожью независимо от метеорологической обстановки) является полноприводный мотовездеход РМ 650-2 с трансформируемым кузовом (грузовой платформой) и колесной формулой 6×4, выпускаемый компанией «Русская механика», г. Рыбинск (см. сайты: http://go-rm.ru/rm650-2_6x4_overview.html; http://go-rm.ru/rm650-2_data.html), общий вид которого представлен на фиг. 2.

Данный мотовездеход РМ 650-2 имеет следующие характеристики:

• двигатель - мощность 42,5 л.с, бензиновый, четырехтактный, карбюраторный, жидкостного охлаждения;

• скорость - 85 км/ч;

• объем топливного бака - 24 л;

• максимальная масса буксируемого груза - 250 кг;

• подвеска передняя/задняя - независимая двухрычажная поперечная с гидравлическими амортизаторами;

• колесная формула/ведущие колеса - 4×4;

• ход подвески, передняя/задняя - 170/195 мм;

• повышенная и пониженная передача с возможностью блокировки дифференциала.

Способ транспортирования автономной электростанции по прототипу включает в себя следующие операции:

сливают бензин из бензобака автономной электростанции,

устраняют наличие недопустимых зазоров между деталями и люфтов в соединениях, устанавливают электростанцию на грузовую платформу транспортного средства, например мотовездехода РМ 650-2,

прикрепляют раму автономной электростанции к грузовой платформе мотовездехода для предотвращения горизонтальных и вертикальных ее перемещений от механических воздействий при движении,

укрывают автономную электростанцию брезентовым тентом, доставляют к месту назначения.

В электростанции бензин сливают для того, чтобы не было попадания его в воздушный фильтр и в масло, а также чтобы не было вытекания его из горловины бензобака при наклонах, приводящего к запаху, к тому же это небезопасно, особенно при авариях. Одной из основных причин вибраций и резонансов является наличие недопустимых зазоров между деталями и люфтов в соединениях, поэтому перед транспортировкой электростанции в прототипе их устраняют.

Наибольшую опасность представляют резонансы отдельных компонентов и узлов, возникающие в случаях, когда их собственная частота (f₀) совпадает с частотой действующих на электростанции вибраций (f). Собственную частоту компонентов и узлов конструкции (см. сайт: https://studfiles.net/preview/2829225/page:6/) определяют по формуле:

где К - коэффициент жесткости конструкции, Н/м, определяемый как отношение силы к деформации, вызванной этой силой;

m - масса конструкции, кг.

Брезентовый тент (см. сайт: http://tent-chehol.ru/pologa_tenty/ukrevnye-zashhitnye.htm) используют для защиты автономной электростанции от попадания грязи и от неблагоприятных атмосферных воздействий.

Недостатком прототипа является то, что в данном способе транспортирования автономной электростанции, степень ее защиты от механических нагрузок недостаточна, особенно при транспортировании по плохим дорогам и бездорожью. Это может привести к остаточной деформации или разрушению автономной электростанции. Ход подвески и гидравлические амортизаторы в мотовездеходе, а также виброизолирующие опоры в автономной электростанции не обеспечивают достаточную степень защиты электростанции от механических нагрузок при транспортировании, в результате чего механические воздействия выходят за пределы вибропрочности электростанции.

Целью предлагаемого изобретения является повышение степени защиты электростанции от механических нагрузок при транспортировании.

Раскрытие изобретения

Способ транспортирования автономной электростанции заключается в использовании транспортного средства высокой проходимости с грузовой платформой, на которую устанавливают автономную электростанцию, закрепленную на раме, сверху электростанцию закрывают защитным материалом и доставляют к месту назначения. Сущность изобретения заключается в том, что для уменьшения механических нагрузок при транспортировании раму с электростанцией устанавливают не непосредственно на грузовой платформе, а закрепляют на опорной конструкции через виброизолирующие опоры. Опорную конструкцию устанавливают на грузовой платформе. Внешние габариты этой опорной конструкции превышают габариты рамы, на которой закреплена автономная электростанция. На опорной конструкции устанавливают виброизолирующие опоры под углом к горизонтальной плоскости грузовой платформы, количество которых, как минимум, четыре внизу и четыре вверху. К виброизолирующим опорам прикрепляют раму с автономной электростанцией; которую снабжают датчиком ускорений и связанным с ним индикатором. Опорную конструкцию выполняют разъединяемой и регулируемой по высоте в форме двух параллельных вертикальных прямоугольных рамок, нижние элементы которых жестко закрепляют на грузовой платформе, а верхние - жестко скрепляют между собой. Для удобства процесса монтажа электростанции на грузовой платформе, сначала устанавливают на грузовую платформу нижние элементы разъединенной опорной конструкции, затем устанавливают раму автономной электростанции на данные нижние виброизолирующие опоры, затем сверху устанавливают разъединенные верхние элементы опорной конструкции и соединяют верхние виброизолирующие опоры с рамой автономной электростанции, затем регулируют по высоте опорную конструкцию для оптимального соединения верхних виброизолирующих опор с рамой автономной электростанции.

В процессе транспортирования автономной электростанции при достижении установленной величины ускорения рамы автономной электростанции, находящейся в диапазоне запаса ее вибропрочности, датчик ускорений зафиксирует опасные механические воздействия на автономную электростанцию. Индикатор обеспечит звуковую и/или световую сигнализацию для воздействия на водителя с целью повысить его внимательность и ответственность при езде, заставит снизить скорость.

Графические иллюстрации

Фиг. 1 - Общий внешний вид автономной электростанции Е57.

Фиг. 2 - Общий внешний вид мотовездехода РМ 650-2.

Фиг. 3 - Пример структурной схемы заявляемого способа транспортирования автономной электростанции.

Позиции фиг. 3:

1 - автономная электростанция, например Е57;

1-1 - рама автономной электростанции;

2 - защитный материал;

3 - транспортное средство (ТС), например мотовездеход РМ 650-2;

3-1 - панель контроля движения;

3-2 - грузовая платформа транспортного средства (ТС);

4- система виброизолирующих опор;

5 - опорная конструкция;

6 - разъединяемые и регулируемые узлы;

7 - датчик ускорений;

8 - индикатор.

Фиг. 4. - Пример структурной схемы расположения виброизолирующих опор между рамой автономной электростанции и опорной конструкцией.

Позиции фиг. 4:

1-1 - рама автономной электростанции;

5-1 - одна вертикальная прямоугольная рамка опорной конструкции 5 (вторая вертикальная прямоугольная рамка не показана);

4-1÷4-4 - виброизолирующие опоры (виброизолирующие опоры второй вертикальной прямоугольной рамки не показаны);

6-1, 6-2 - разъединяемые и регулируемые узлы вертикальной прямоугольной рамки опорной конструкции 5 (разъединяемые и регулируемые узлы второй вертикальной прямоугольной рамки не показаны).

Пример структурной схемы на фиг. 4 приведен для 4-х нижних и 4-х верхних виброизолирующих опор.

Описание примера структурной схемы способа транспортирования автономной электростанции

Перед транспортированием автономной электростанции 1, например Е57, закрепленной на раме 1-1, сливают бензин из бензобака 1-2, в результате чего при транспортировании:

• отсутствует попадание бензина в воздушный фильтр;

• отсутствует попадание бензина в масло;

• отсутствует вытекание бензина из горловины бензобака при наклонах;

• обеспечивается безопасность при аварии;

• уменьшается вес автономной электростанции 1.

Кроме того, устраняют наличие недопустимых зазоров между деталями и люфтов в соединениях автономной электростанции 1, приводящих к дополнительным вибрациям и резонансам отдельных компонентов и узлов в соответствии с выражением (1), представляющим большую опасность при транспортировании по плохим дорогам и бездорожью.

Устанавливают на верхние и нижние элементы каждой из двух параллельных вертикальных прямоугольных рамок опорной конструкции 5 систему виброизолирующих опор 4 (как минимум по две виброизолирующие опоры внизу и вверху: верхние 4-1,4-2 и нижние 4-3, 4-4 - под углом к их горизонтальной плоскости).

На фиг. 4 представлена лишь одна вертикальная прямоугольная рамка 5-1 опорной конструкции 5, вторая, выполненная аналогичным образом не показана. В качестве виброизолирующей опоры можно использовать, например известный резинометаллический амортизатор (см. патент, РФ, №2442917).

Для удобства процесса монтажа автономной электростанции 1 на грузовую платформу ТС 3-2, вертикальные прямоугольные рамки опорной конструкции 5 разъединяют в разъединяемых и регулируемых узлах 6 (на фиг. 4 это 6-1 и 6-2), и нижние элементы данной опорной конструкции 5 жестко закрепляют на грузовой платформе ТС 3-2, например, с помощью болтов и гаек.

Затем устанавливают раму автономной электростанции 1-1 (автономную электростанцию 1) на нижние виброизолирующие опоры системы виброизолирующих опор 4 опорной конструкции 5, а затем сверху устанавливают разъединенные верхние элементы опорной конструкции 5 и соединяют верхние виброизолирующие опоры системы виброизолирующих опор 4 с рамой автономной электростанции 1-1.

Опорную конструкцию 5 регулируют в разъединяемых и регулируемых узлах 6 по высоте так, чтобы было оптимальной соединение верхних виброизолирующих опор с рамой автономной электростанции 1-1 (отсутствие зазоров и напряжения в опорах), затем жестко фиксируют соединение в разъединяемых и регулируемых узлах 6 опорной конструкции 5. В качестве регулируемого устройства в разъединяемых и регулируемых узлах 6 можно использовать, например анкер регулировочный по высоте (см. сайт: http://met-all.org/metalloprokat/metizy/anker-reguliruemyj-po-vysote-regylirovochnyj.html).

Системы виброизолирующих опор 4 в предлагаемом изобретении с угловым расположением нижних и верхних виброизолирующих опор (амортизаторов) обеспечивает наилучшие условия защиты автономной электростанции 1 от механических воздействий при движении транспортного средства. Если ось жесткости амортизатора совпадает с центром тяжести объекта, то все действующие силы уравновешиваются и вращательные колебания невелики. Этому условию удовлетворяет схема монтажа амортизаторов (виброизолирующих опор), расположенных снизу и сверху объекта под углом (фиг. 4). Так как характеристики системы виброизолирующих опор 4 (система амортизации) во всех положениях виброизолируемой автономной электростанции 1 одинаковы, то характер движения транспортного средства может быть любым (см. сайт: https://studfiles.net/preview/2829225/page:6/).

В процессе транспортирования автономной электростанции 1 при достижении установленной величины ускорения рамы автономной электростанции 1-1, находящейся в диапазоне запаса ее вибропрочности, датчик ускорений 7 зафиксирует опасные механические воздействия на автономную электростанцию 1. В качестве датчика ускорений 7 можно использовать акселерометр (см. сайт: https://www.kit-e.ru/articles/sensor/2009_02_28.php).

Индикатор 8 обеспечит звуковую и/или световую сигнализацию для воздействия на водителя с целью повысить его внимательность и ответственность при езде, заставит снизить скорость. Он может быть размещен на панели контроля движения 3-1 транспортного средства 3.

Для защиты автономной электростанции 1 от попадания грязи и от неблагоприятных атмосферных воздействий при транспортировании используют защитный материал 2 в виде, например, брезентового тента (см. сайт: http://tent-chehol.ru/pologa_tenty/pologa-tenty-ukryvnye-zashhitnye.htm), которым укрывают автономную электростанцию 1 сверху.