SU943444A1

SU943444A1 - Гидрокапилл рный аккумул тор

Info

Publication number: SU943444A1
Application number: SU802921005A
Authority: SU
Inventors: Валентин Андреевич Ерошенко
Original assignee: За витель
Priority date: 1980-04-28
Filing date: 1980-04-28
Publication date: 1982-07-15

Description

(54) ГИДРОКАПИЛЛЯРНЫЙ АККУМУЛЯТОР

1

Изобретение относитс к устройствам аккумулировани энергии в гидросистемах, в автономных переносных накопител х энергии дл совершени полезной работы (индивидуальное питание гидроприводов, создание гидравлических ударов или усилий при разрушении или обработке различных материалов, при прессовании и формовке изделий из металла и т. д.), кроме того, устройство может быть также использовано дл создани амортизаторов ходовой части транспортных средств.

Известно устройство дл аккумулировани энергии жидкости, содержаш.ее корпус с выходным штуцером, подключенным к линии нагнетани , и рабочим элементом, расположенным в корпусе с возможностью взаимодействи с рабочей жидкостью 1.

Недостатком этого устройства вл етс низка энергоемкость на единицу объема. Дл увеличени запаса аккумулируюшей энергии необходимо неограниченно увеличивать объем рабочего тела.

Цель изобретени - повышение уровн аккумулируемой энергии в единице объема жидкости.

Указанна цель достигаетс тем, что рабочий элемент выполнен в виде капилл рно-пористого тела, не смачиваемого рабочей жидкостью.

На фиг. 1 представлен гидрокапилл р5 ный аккумул тор; на фиг. 2 - вариант выполнени устройства дл аккумулировани энергии с использованием двух несмешиваюп1ихс жидкостей; на фиг. 3 - изотермы процесса зар дки и разр дки дл идеального .гидроаккумул тора; на

10 фиг. 4 - то же, дл гидрокапилл рного аккумул тора на базе неоднородного микропористого тела.

Гидрокапилл рный аккумул тор содержит корпус 1, выходной штуцер 2, линию 15 нагнетани 3, рабочую жидкость 4, несмачивающую жидкость 5, капилл рно-пористое тело 6, установленное на точечных опорах 7.

Работа аккумул тора заключаетс в следующем .

20

При зар дке аккумул тора жидкость 5 по линии нагнетани 3 через штуцер 2 под давлением Рг подаетс в корпус 1, заранее заполненный жидкостью 5 под давлением PI и установленным в нем пористым

телом 6, с суммарным объемом пор Vn. Дл того, чтобы жидкость 5 с поверхностным нат жением и углом смачивани 0(), не смачивающее капилл рно-пористое тело 6 (фиг. 1) смогло войти в его капилл ры радиусом , необходимо приложить избыточное давление ДР Ртах- РО рассчитываемое по формуле

ДР , Н/М 2( 1 )

где РО - начальное давление (например,

барометрическое), при котором все поры не заполнены жидкостью;

РТЛЗУ - максимальное давление, при котором все поры заполнены жидкостью .

При давлении Рщах жидкость заполн ет все поры, суммарный объем которых |эавен УП, поэтому запас энергии Е аккумулируемой жидкости, определ етс по формуле (фиг. 3)

Е ДР УЛ,ДЖ(2)

При сообщении 1 посредством штуцера 2 (фиг. 1) с линией нагнетани 3 накопительна энерги Е может соверщить полезную работу, если давление Pi жидкости в корпусе i (например, PI Pniax ) превышает давление со стороны потребл емого расхода РЗ (например, Рз PC).

Процесс зар дки и разр дки гидрокапилл рного аккумул тора можно производить при насто щем и максимальном давлении жидкости. Это значит, что можно накапливать и использовать дл соверщени полезной работы максимально возможное количество энергии на единицу веса или объема аккумул тора. Так как запас энергии Е пропорционален избытку дав.лени АР, а последн -величина зависит от 6, 0 иг, то, мен природу жидкости 5 (6 и 0), а также характеристику капилл рно-пористого тела (0, г и УП, в том числе), можно мен ть аккумулирующую способность Е гидрокапилл рного аккумул тора.

При данном объеме корпуса 1 и объеме пор Ул .можно резко увеличить запас энергии Е, если примен ть одновре.менно две жидкости 4 и 5 (фиг. 2) таким образом, чтобы жидкость 5 с большим коэффициентом поверхностного нат жени служила дл заполнени капилл ров суммарным объемом УП (что обеспечивает резкое повышение РТПЗХ) а. жидкость 4 с .меньшим коэффициентом поверхностного нат жени была рабочим агентом л1л переноса импульса энергии от побудител расхода к аккумул тору (если Р2 Р-,) или от аккумул тора к потребителю расхода (если PI Р5) (фиг. 2).

Если капилл рно-пористое тело отличаетс разнопористостью, то св зь между избыточным капилл рным давлением АР, и приведенными объемами пор УП) с эквивалентным радиусо.м г имеет вид, представленн|51Й на фиг. 4. В этом случае запас энергии Е следует рассчитывать по формуле

Е ,--Уш,(3)

где п - число приведенных объемов.

Наблюдаемое в р де случаев вление незначительного наклонного гистерезиса между адсорбцией (крива «а на фиг. 4) и десорбцией (крива «б) в определенном интервале размеров пор капилл рно-пористого тела объ сн етс тем, что при десорбции в капилл рах могут образовыватьс только шаровидные мениски, а при адсорбции как щаровидные, так и цилиндрические. Не исключена также незначительна диссинаци энергии при движении жидкости в капилл рах. При необходимости иметь высокую концентрацию энергии при посто нном максимальном давлении жидкости (например , использовании гидрокапилл рных аккумул торов дл запуска мощных дизелей с по.мощью вспомогательного гидродвигател , дл гидропривода транспортных средств, в том числе дл приводов подводных лодок, использу их балластные отсеки , обычно заполн емые водой, в качестве замкнутых полостей, где могут быть помещены микропористые тела, дл работы портативных гидропрессов и т. д.) нужно прин ть гидрокапилл рные аккумул торы с характеристикой, представленной на фиг. 3 т. е. в качестве пористых тел использовать монопористое.

При создании, например, суперкомпактного амортизирующего устройства, его рабоча характеристика должна быть пологой (фиг. 4), в этом случае целесообраз но использовать неоднородное капилл рнопористое тело.

При серийном производстве гидрокапилл рных аккумул торов как индивидуальных источников питани , их регул рную зар дку можно организовать на тепловых и гидроэлектростанци х в ночное врем .

Claims

Формула изобретени

Гидрокапилл рный аккумул тор, содержащий корпус с выходны.м штуцером, подключенным к линий нагнетани , и рабочим элементом, расположенным в корпусе с возможностью взаимодействи несмачивающей с рабочей жидкостью, отличающийс те.м, что, с целью повышени уровн аккумулируемой энергии в единице объема жидкости , рабочий элемент выполнен в виде капилл рно-пористого тела, не смачиваемого рабочей жидкостью.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Башта Т. М. Машиностроитетьна гидравлика , М., «Машиностроение, 1963, с. 399 фиг. 266.