Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Энергосберегающие пневматические приводы технологических машин Осипов Владимир Александрович

Энергосберегающие пневматические приводы технологических машин
<
Энергосберегающие пневматические приводы технологических машин Энергосберегающие пневматические приводы технологических машин Энергосберегающие пневматические приводы технологических машин Энергосберегающие пневматические приводы технологических машин Энергосберегающие пневматические приводы технологических машин
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Осипов Владимир Александрович. Энергосберегающие пневматические приводы технологических машин : Дис. ... канд. техн. наук : 05.02.02 : Владимир, 2004 209 c. РГБ ОД, 61:04-5/3418

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Обзор и анализ схем снижения энергопотерь в пневматических системах и приводах . 8

1.1. Система снабжения сжатым воздухом пневматических приводов и устройств . 8

1.2. Снижение энергопотерь при производстве сжатого воздуха 10

1.3. Снижение энергопотерь при транспортировании сжатого воздуха 19

1.4. Снижение энергопотерь при использовании сжатого воздуха 22

1.4.1. Снижение энергопотерь путем снижения расхода сжатого воздуха 22

1.4.2. Снижение энергопотерь путем улучшения энергетических характеристик пневмоприводов . .25

1.4.2.1. Оптимизация взаимного расположения пневмоустройств в пневмоприводе 27

1.4.2.2. Схемы обеспечения повторного (многократного) использования энергии сжатого воздуха .30

1.4.2.3. Схемы снижения давления холостого хода до минимально допустимого значения . .35

1.4.2.4. Снижение энергозатрат при использовании расширения сжатого воздуха 37

1.4.2.5. Снижение потребления сжатого воздуха при позиционном управлении пневмоцилиндрами двустороннего действия 40

1.4.2.6. Снижение энергозатрат при использовании пневмоприводов одностороннего действия ..41

1.4.2.7. Энергосберегающие схемы торможения 43

1.5. Постановка задачи исследования 45

ГЛАВА 2. Синтез структурных схем и математическая модель энергосберегающих пневмоприводов 51

2.1. Структурные схемы энергосберегающих пневмоприводов 51

2.2. Критерий оценки энергосбережения в пневматических приводах 56

2.3. Коэффициент энергосбережения известных схем пневматических приводов ... 63

2.4. Энергосберегающие режимы работы пневматических приводов 66

2.5. Математическая модель энергосберегающих пневматических приводов .71

2.6. Реализация математической модели энергосбер егающих пневматических приводов на ЭВМ 90

Выводы 103

ГЛАВА 3. Исследование математической модели энергосберегающих пневматических приводов 105

3.1. Общая методика проведения машинных экспериментов 105

3.2. Исследование влияния параметров привода на его работу 109

3.3. Возможные упрощения математической модели и их влияние на точность результатов .124

Выводы 126

ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования энерго-сберегающих пневматических приводов 128

4.1. Экспериментальная установка для исследования параметров энергосберегающих пневматических приводов . .129

4.2. Экспериментальные исследования энергосберегающих пневматических приводов . .136

4.3. Сравнение результатов экспериментальных исследований с данными машинных экспериментов . .156

4.4. Энергосберегающие схемы пневматических приводов с вторичным использованием энергии Выводы .

Основные выводы

Библиографический список

Введение к работе

Пневматические приводы получили широкое применение в самых различных отраслях народного хозяйства: в станкостроении, транспортном машиностроении, литейном и кузнечном производстве, строительном и автомобильном деле, полиграфическом машиностроении, самолётостроении, в ракетных двигателях, в космонавтике, в кожевенной и пищевой промьппленности, на железнодорожном транспорте, в топливно-энергетическом комплексе, химической промышленности и т. д. В настоящее время трудно назвать отрасль промышленности, в которой бы не нашли применение пневматические приводы. Они используются в качестве приводов зажимных и транспортирующих механизмов, для дистанционного управления и регулирования, в контрольно-измерительных приборах, при автоматизации машин и устройств, работающих в агрессивных средах, в условиях пожаро - и взрывоопасное, радиации, а также в условиях высоких температур и значительных вибраций. Элементы пневмоавтоматики и пневмоприводы всё больше внедряются в медицинские приборы различного назначения - для искусственного дыхания, кровообращения, инъекций и т. д. [16].

Сжатый воздух является одним из самых дорогих видов энергии, используемых в современной промышленности: 1 кДж энергии, получаемый в пневмоприводах машин и механизмов, использующих сжатый воздух, обходится в 7-10 раз дороже, чем 1 кДж, получаемый при работе электропривода. На производство сжатого воздуха расходуется в среднем около 20 % всей потребляемой промышленностью электрической энергии. Поэтому вопросы сокращения энергетических потерь пневматических систем чрезвычайно актуальны.

Пневмоприводы работают на сжатом газе, который поочередно под давлением пневматической сети подается в ту или иную рабочую полость исполнительного пневмоцилиндра, при этом сжатый воздух из выхлопной полости вы- брасывается в атмосферу, что связано со значительными потерями энергии и низким КПД пневмоцилиндров.

Таким образом, работа по созданию энергосберегающего пневматического привода, способного сэкономить значительную часть затраченной энергии, является актуальной и представляет большой практический интерес.

Проблеме разработки энергосберегающих пневматических приводов для технологических машин посвящены работы Герц Е.В., Крейнина Г.В. [15, 16], Кудрявцева А.И. [42], Дегтярева В.И. [24] и ряд других.

Цель работы. Разработка энергосберегающих пневматических приводов технологических машин.

Методы исследований. Теоретические исследования влияния параметров привода на его динамические характеристики выполнены расчётным путём с помощью специально разработанных программ, которые используют методы численного интегрирования. Экспериментальные исследования проводились на лабораторной установке, созданной на базе промышленного пневматического привода. Для получения экспериментальных данных использовались датчики с выводом показаний на персональный компьютер при помощи платы АЦП и программного обеспечения PowerGraph.

Научную новизну работы составляют: критерий энергосбережения пневматических приводов; структурное решение привода, заключающееся в использовании в качестве энергосберегающего устройства - аккумулятора энергии сжатого воздуха, подключенного к выхлопной линии пневмопривода через обратный клапан; математическая модель энергосберегающего пневматического привода; Практическая ценность работы заключается: в разработанном программном обеспечении; в рекомендациях по проектированию энергосберегающих приводов; в разработке устройства энергосберегающего пневмопривода.

Реализация результатов. Результаты работы используются:

ЗАО НПО «Техкранэнерго» при проектировании приводов технологического оборудования;

Владимирским государственным университетом в учебном процессе при прохождении студентами лабораторного практикума.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Владимирского государственного университета 2002/2004 гг., заседаниях кафедры «Тепло-газоснабжение, вентиляция и гидравлика» ВлГУ.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту: структурная схема энергосберегающего пневматического привода; критерий количественной оценки энергосбережения в пневматических приводах; математическая модель энергосберегающих пневматических приводов; результаты экспериментальных исследований динамики привода; схемы энергосберегающих пневмоприводов с вторичным использованием сохраненной энергии сжатого воздуха.

Публикации. Основные положения диссертационной работы представлены в 8 публикациях.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов и приложений. Общий объём работы 182 страницы машинописного текста, включая 86 рисунков на 65 страницах, 1 Ітаблиц. Список использованной литературы содержит 78 наименований. Приложение состоит из 28 страниц, содержит тексты программ и два акта внедрения результатов работы.

Снижение энергопотерь при производстве сжатого воздуха

Энергосбережение при производстве сжатого воздуха может осуществляться путем правильного выбора схем питания сжатым воздухом, использования эффективного оборудования, рациональной организации всасывающей линии, эксплуатации компрессоров в оптимальных режимах, утилизации отводимой от сжатого воздуха теплоты.

В начале рассмотрим схемы питания предприятия сжатым воздухом, так как неправильный выбор схемы снабжения сжатым воздухом часто является причиной повышенных затрат электроэнергии и частых поломок компрессорного оборудования [31].

Существует два основных типа схем воздухоснабжения. Это централизованная и децентрализованная схемы. Схематично они изображены на рис. 1.2. Централизованная схема (см. рис. 1.2-а): питание цехов сжатым воздухом осуществляет из общего компрессорного цеха. Как правило, при такой системе эксплуатируются несколько компрессорных установок производительностью от 10 до 250 м /мин, а иногда и выше (в основном поршневые или центробежные, иногда мощные винтовые). Достоинства данной схемы проявляются в полной мере на крупном предприятии при наличии герметичной пневмосети, когда все потребители сосредоточены на относительно небольшой площади (отсутствуют удаленные точки потребления), рабочие давления большинства потребителей примерно одинаковы (рабочее давление сети), а у остальных потребителей ниже данного значения.

Централизованная схема имеет ряд достоинств. Во-первых - выход из строя отдельных компрессоров и проведение на них плановых ремонтов не влияют на надежность воздухоснабжения предприятия в целом при наличии нескольких резервных компрессоров (как правило, однотипных), во-вторых -плановые ремонты могут производится в удобное время независимо от величины загрузки компрессорной станции (при наличии резерва), в третьих -снижается количество обслуживающего персонала.

Недостатки следующие: 1) большая протяженность трубопроводов, приводящая к потерям давления; 2) высокая инерционность системы (запуск и остановка крупных компрессоров требует времени, система не может быстро реагировать на изменение потребного количества сжатого воздуха); 3) возможность обмерзания в зимнее время внутренних поверхностей участков магистралей, проходящих на открытом воздухе; 4) отсутствие регулировки производительности компрессоров; 5) проблемы эксплуатации центробежных компрессоров, связанные с неравномерной загрузкой предприятия; 6) высокая стоимость; 7) необходимость наличия квалифицированного обслуживающего персонала,

Децентрализованная система (см. рис. 1.2-6): питание потребителей сжатым воздухом осуществляется отдельными небольшими компрессорами, уста навливаемыми непосредственно возле потребителя. Необходимо отметить, что в децентрализованных схемах при локальной потребности в воздухе более 1 м /мин целесообразно использование надежных винтовых компрессоров, преимущества которых широко известны. Это позволяет решить ряд проблем, присущих поршневым компрессорам, таких как необходимость фундамента под компрессор, повышенный шум и вибрация, необходимость периодических ремонтов (замена колец, клапанов).

Достоинства схемы: 1) уменьшается протяженность трубопроводов, что снижает газодинамические потери; 2) стоимость системы значительно ниже, чем в случае централизованной; 3) задача воздухоснабжения удаленных производственных участков решается значительно проще, чем при централизованной схеме (не требуется тянуть участки магистрали на значительные расстояния); 4) для каждого потребителя может быть установлен компрессор с необходимым давлением (крайне важно для сетей с различными рабочими давлениями потребителей); 5) для каждого потребителя может быть подобран компрессор с необходимой производительностью; 6) обмерзание исключается, поскольку трубопроводы не выходят за пределы цеха, где установлен компрессор; 7) снижаются затраты на содержание сжатого воздуха, т.к. отпадает необходимость в теплоизоляции, герметизации, ремонте и обслуживании трубопроводов; 8) небольшие компрессоры не требуют фундаментов, что упрощает и удешевляет их установку; 9) отпадает необходимость в специальном обслуживающем персонале, т. к. небольшие винтовые компрессоры не требуют плановых ремонтов, а все работы по техническому обслуживанию (замена масла, фильтров) могут проводиться людьми, не имеющими специальной подготовки.

Недостатки такой системы: 1) резервирование сильно затруднено, поскольку требует дублирования компрессорного оборудования на ответственных участках; 2) при установке компрессора непосредственно в производственном помещении возникает шум, являющийся опасным фактором для персонала;

3) система плохо приспособлена к. резкому возрастанию потребности в воздухе на конкретном участке (например, при установке дополнительных потребителей) - мало того, что потребуется замена компрессора на более мощный или установка дополнительного, сечение локальной магистрали может оказаться недостаточным; 4) стоимость компрессорного оборудования может оказаться несколько выше, чем при централизованной системе.

Коэффициент энергосбережения известных схем пневматических приводов

Уравнение (14) позволяет определять коэффициент энергосбережения для случая перераспределения энергии между полостями при неизменном объеме. Используя уравнение (14), были построены графики зависимости коэффициента энергосбережения К от объема аккумулирующей емкости Уг при различных объемах выхлопной полости пневмопривода с начальными параметрами Р2 =0,7 МПа, Д =0,1 МПа (рис. 2.4). Из графиков видно, что при росте

Уг от 0 до 15 л коэффициент К резко возрастает, при Уг больше 15 л рост коэффициента К происходит плавно. При Уъ выше 50 л коэффициент К увеличивается незначительно. Также из трафиков видно, что с увеличением объема выхлопной полости коэффициент К уменьшается.

Были построены зависимости коэффициента энергосбережения К от объема аккумулирующей емкости Уг при различных давлениях в выхлопной полости Р2 пневмопривода с параметрами V2=2 л, Р3=0,1 МПа (рис. 2.5). Из графиков видно, что при росте Р2, коэффициент К возрастает. При давлении Р2 больше 0,7 МПа коэффициент К увеличивается незначительно.

2) Случай перераспределения энергии сжатого воздуха в сосудах (полостях) при переменном объеме выхлопной полости пневмодвигателя (учитывается вредный объем выхлопной полости пневмоцилиндра с учетом соединительных трубопроводов ш0). На рис. 2.6 сосуд 1 соответствует одной полости пневмоцилиндра, полость 4 соответствует объему вредного пространства пневмоцилиндра, а сосуд 2 соответствует пневмоемкости (пневмоаккумулятору) привода. При соединении сосудов и одновременном изменении объема V2 до нуля (вентиль 3 открытый ) давление в них (Р2п и Р3п) с течением времени вырав-нится и в обоих объемах (ю0, Ут ) сосудов установится общее давление Р, которое может быть определено по закону Подставив в формулу (1) величины энергии, выраженные через произведе ния объемов и давления, получим:

Подставляя из выражения (17) значение Р в формулу (20), получим: (a 0+F3)P2(F2 + CD0) " В приведенных выше формулах &0 - объем вредного пространства выхлопной полости, который определяется по формуле: Щ-Г02+ (22) где F02 - «врожденный» объем пневмоцилиндра; — - объем соединительных линий диаметром d и длиной 1т от вы хлопной полости пневмоцилиндра до обратного клапана аккумулирующей емкости.

Уравнение (21) позволяет определять коэффициент энергосбережения для случая перераспределения энергии между полостями, при изменяемом объеме выхлопной полости с учетом ее вредного пространства.

Используя уравнение (21), был построен график зависимости коэффициента энергосбережения К от объема аккумулирующей емкости Vz пневмопривода с начальными параметрами V2=2 л, Р2=0,7 МПа, І =0,1 МПа (см. рис. 2.5, кривая 9). Из графика видно, что при росте Уъ от 0 до 5 л коэффициент К резко возрастает, при Уг больше 5 л рост коэффициента К практически не происходит.

3) Случай перераспределения энергии сжатого воздуха в сосудах (полостях) при неизменном давлении в пневмоаккумуляторе, На рис. 2.7 сосуд 1 соответствует одной полости пневмоцилиндра, а сосуд 2 соответствует пневмоакку-мулятору привода, регулятор давления - 4 .

Поддерживая постоянное давление в аккумулирующей емкости, при перераспределении энергии, мы будем иметь это же давление и в выхлопной полости Р = Ръ. Поэтому коэффициент энергосбережения при неизменном объе ме выхлопной полости, при подцержании постоянного давления в аккумулирующей емкости будет иметь вид:

При изменяемом объеме выхлопной полости и поддержании постоянного давления в аккумулирующей емкости коэффициент энергосбережения равняется:

Схема перераспределения энергии сжатого воздуха в сосудах (полостях) с постоянным давлением в аккумулирующей емкости 1,2- сосуды (полости); 3 - вентиль; 4 - регулятор давления; P2,V2 Давление и объем в первом сосуде; Ръ, К, - давление и объем во втором сосуде; Р - давление равновесия в сосудах (полостях)

Определим коэффициент возврата энергии К для известных схем энергосберегающих пневмоприводов, описанных в первой главе. Для оценки используем схемы энергосбережения с повторным использованием энергии сжатого воздуха (см. рис 1.6 и рис. 1.7).

Сначала определим коэффициент возврата энергии для пневмопривода с дифференциальной схемой управления реверсом (см. рис. 1.7). Расчетная схема этого привода приведена на рис. 2.8.

При типовой схеме пневмопривода за один такт (выдвижение — втягивание штока) расходуется энергия 3 =3 32, (25) где Э, = PUFJX0R - энергия, расходуемая в поршневой полости; Э2 = Рм (Fn - Fm)lxoa - энергия, расходуемая в штоковой полости. Энергия, расходуемая пневмоприводом, определяется по формуле 3 = PUVR + PMFm. В схеме (см. рис. 2.8) энергия Э2 возвращается в магистральную линию, т.е. потери энергии составляют Эр тогда:

Возможные упрощения математической модели и их влияние на точность результатов

Для проверки выводов, полученных при помощи машинных экспериментов, была создана экспериментальная установка, внешний вид которой представлена на фото (рис. 4.1).

Установка предназначена для изучения переходных процессов пневматических приводов и позволяет снимать осциллограммы перемещения, скорости и давлений воздуха в рабочей и выхлопной полостях в реальном времени, а также величину давления в аккумулирующей емкости подключенной к выхлопной полости пневмоцилиндра. Установка состоит из персонального компьютера с платой АЦП-ЦАП, стенда с основным пневматическим оборудованием и компрессора с ресиверами (рис. 4.2 и 4.3). Эксперименты проводились на двух вариантах конструкции установки, которые позволили исследовать различные структурные схемы энергосберегающих пневмоприводов.

Экспериментальная установка № 1 состоит из следующих элементов (см. рис. 4.2): 1 - пневмодвигатель; 3 - поршень; 2, 4 - поршневая и выхлопная полости; 5 - шток; 6 - набор грузов; 7, 8, 13 - пневматические трехлинейные двухпозиционные распределители; 9,10 — обратные клапаны; 11 - U-образный манометр; 12 - образцовый манометр; 14, 23, 25 -ресиверы; 15 - пневматический блок управления; 16, 17 - датчики давления; 18 - датчик перемещения; 19 - датчик скорости; 20, 21 — манометры; 22 - компрессор с электродвигателем; 24, 26, 27 - регуляторы давления; 28 - датчики положения; 29 — кулачок; 30, 31 - двухпозиционные двухлинейные распределители,

Экспериментальная установка № 2 состоит из следующих элементов (см. рис. 4.3): 1 - пневмодвигатель; 3 - поршень; 2, 4 - поршневая и выхлопная полости; 5 - шток; 6 - набор грузов; 8,9- двухлинейные двухпозиционные пневматические выключатели; 10 - четырехлинейный двухпозиционный пневматический распределитель; 11 - U-образный манометр; 12 - обратный клапан; 13 - пневматический трехлинейный двухпозиционный распределитель; 14, 23, 25 - ресиверы; 15 - пневматический блок управления; 16, 17 - датчики давления; 18 - датчик перемещения; 19 - датчик скорости; 20, 21- манометры; 22 - компрессор с электродвигателем; 24, 26, 27 - регуляторы давления.

Основу установки № 1 и № 2 составляет стенд с пневмооборудованием (рис. 4.4). На стенде установлен стандартный пневмодвигатель 1 с диаметром поршня 0,08 м и ходом 0,313 м. Масса переносимого приводом груза изменялась при помощи набора грузов, закрепляемых на штоке пневмоцилиндра. Для подачи и удаления воздуха из полостей пневмоцилиндра в его крышках предусмотрены штуцеры диаметром 0,007 м. Штуцер поршневой камеры име ет отвод диаметром 0,007 м для подключения датчика давления. Штуцер што-ковой камеры имеет аналогично отвод диаметром 0,007 мм. Дополнительная аккумулирующая емкость 14 представляет собой ресивер объемом - 0,05 м (см. фото на рис. 4.1). Для измерения низкого давления применен водяной U-образный манометр 11с ценой деления 1 мм и пределом измерения 2000 мм, для измерения более высоких давлений использован образцовый манометр 12 модель 1227 выполненный по ГОСТ 6521-72 с классом точности ОД 5, пределом измерения 16 кгс/см2 и ценой деления 0,04 кгс/см2. Для точной регулировки давления ресивер 14 может сообщаться с атмосферой через распределитель 13 при подаче на него сигнала с блока управления 15.

Прямой и обратный ход пневмодвигателя в схеме № 1 происходит при помощи двух трехлинейных двухпозиционных пневмораспределителей 7, 8 с пневмоупр авлением. Прямой и обратный ход пневмодвигателя в схеме № 2 осуществляется при помощи одного четырехлинейного двухпозиционного пневмораспределителя 10 с пневмоуправлением. Включение и выключение распределителей на обеих схемах осуществляется с блока управления 15, который имеет пневматические переключатели (см. фото нарис. 4.1). Питание блока управления осуществляется низким давлением (давление питания ртт =0,001 МПа) от основной пневмосети через регулятор давления 26, в качестве которого использован клапан 112-16УЧ ГОСТ 18468-79 (Р,ЮЛ1 = 1 МПа, QmM = 100 м3/мин, Dy = 16 мм). Аналогичный регулятор давления 27, включенный между ресивером 25 и распределителями 7, 8 предназначен для снижения давления и поддержания его на заданном уровне при работе установки в разных режимах.

Сжатый воздух вырабатывается коаксиальным компрессором «ABAC» 22, с максимальным давлением 0,8 МПа, который снабжен ресивером объемом 0,07 м и регулятором давления 24.

Экспериментальные исследования энергосберегающих пневматических приводов

Параметры магистрали приняты постоянными, хотя на практике имели место пульсации давления, вызванные работой компрессора при сравнительно небольшом объеме ресивера. Менее существенное значение, по нашему мнению, для данного случая имеют принятые в математической модели допущения об отсутствии теплообмена с окружающей средой и утечек воздуха из пневмосистемы привода. Количество тепла, передаваемое приводом окружающей среде в значительной степени зависит от площади поверхности теплообмена (площади наружной поверхности пневмоцилиндра) и толщины стенок цилиндра. Поскольку площадь поверхности испытанного цилиндра сравнительно невелика (F — 0,052 м2), а толщина стенок довольно значительна (5ИП = 15 мм), то количество тепла, передаваемого окружающей среде невелико и не оказывает существенного влияния на переходные процессы. Для количественной оценки утечек воздуха из пневмосистемы исследуемого привода были проведены испытания. Испытания показали наличие утечек воздуха, величина которых растет с повышением рабочего давления сети. При максимальном экспериментальном давлении 0,7 МПа величина утечек составила Gy -2Д 1-Ю"6 м3/с, что составляет примерно ОД 1 % от среднего расхода воздуха в рабочей полости привода во время хода. При этом по известным формулам [16] значение эффективной площади отверстия, через которое воздух перетекает в атмосферу составляет /у3 =3,1-10-7 м2, а коэффициент пропускной способности, характеризующий соотношение эффективных площадей подводящей линии и отверстия утечки равен Q, 2=0,0201. Согласно проведенным исследованиям [16], когда Qu 0,05, «динамические характеристики пневмопривода независимо от его нагрузки и конструктивного размера изме няются незначительно, поэтому на практике такими утечками можно пренебрегать».

Расхождения между экспериментальными и расчетными зависимостями являются также следствием допущений частного порядка. К допущениям частного порядка относятся погрешности измерительных приборов и погрешности в изготовлении привода. Неидеальность обработки внутренней поверхности цилиндра («бочковатость», «корсетность») и направляющих зубчатой рейки, приводят к заеданию и перекосам элементов привода при движении поршня. Следует отметить также возможные отклонения в показаниях измерительных приборов вследствие вибрации, сопровождающей работу привода, люфтов, которые могут быть в подшипнике шестерни, вращающей вал тахогенератора, и в серьге, соединяющей зубчатую рейку со штоком. Кроме того, показания датчика перемещения не являются абсолютно линейными, и зависят от температуры никель-хромовой проволоки, которая нагревается вследствие прохождения через нее электрического тока.

В представленном выше материале нами были рассмотрены схемы, механизм и теория сохранения энергии сжатого из выхлопных полостей пневмо-двигателей. Вопросы использования энергии из выхлопных полостей пневмопривода отображены двумя авторскими изобретениями [3,4].

Рассмотрим способы вторичного использования энергии. Первый способ -это вторичное использование энергии сжатого воздуха выхлопной полости для питания пневматических систем низкого давления. Пневматический привод содержит (рис. 4.36) исполнительный пневмоцилиндр 1 с поршнем 3, поршневой полостью 2 и штоковой полостью 4, штоком 5, взаимодействующим с пневмоуправляемым фрикционным тормозным устройством 51, трехлинейные двухпозиционные распределители б, 7, 17, четырехлинейный трехпозиционный распределитель 12. Распределитель 6 подключен к поршневой полости 2, системе питания 15 (0,4 - 0,6 МПа) и выходному каналу 10. Распределитель 7 подключен к штоковой полости 4, системе питания 15 и выходному каналу 11. Распределитель 12 подключен к устройству 51, системе питания 15 и выходному каналу 13. В выходных каналах 10, 11, 13 установлены обратные клапаны соответственно 8, 9, 14. Кроме того, привод снабжен дополнительными системами 25 и 26 питания с меньшими уровнями давления, включающими регуляторы 27 и 28 давления, обратные клапаны 29 и 30, ресиверы (аккумуляторы) 31 и 32, стабилизаторы 33 и 34 давления, манометры 35 и 36, фильтры-маслоотделители 37 и 38. Далее привод содержит систему программного управления 41с сигналами входа 44, мембранными (УСЭППА) элементами 42, струйными элементами 43 и управляющими выходами 45 - 50, связанными с управлением распределителей 6, 7, 12, 17, 21. Дополнительный трехлинейный двухпозиционный распределитель 17 входной линией 16 подключен к выходным каналам 10, 11 каждого из основных распределителей 6, 7, выходной линией 20 - к атмосфере, другой выходной линией 18 через обратный клапан 19 к системе питания 25 среднего уровня давления (0,1 - 0,2 МПа), а управляющим входом 49 к выходу 49 системы программного управления 41. Двухлинейный двухпозиционный распределитель 21 входной линией 22 связан с входной линией 13 распределителя 12, выходной линией 23 через обратный клапан 24 с системой питания 26 низкого уровня давления (0,01-0,06 МПа), а управляющим входом 50 с выходом 50 системы программного управления 41. Системы питания 25 и 26 каналами 39 и 40 подключены к системе программного управления 41.

Похожие диссертации на Энергосберегающие пневматические приводы технологических машин