DE3130829A1

DE3130829A1 - "hydraulikvorrichtung zur energiewiedergewinnung"

Info

Publication number: DE3130829A1
Application number: DE19813130829
Authority: DE
Inventors: Carmelo Rom Caputo
Original assignee: Solar 77 SpA
Current assignee: Solar 77 SpA
Priority date: 1980-08-05
Filing date: 1981-08-04
Publication date: 1982-04-22
Also published as: FR2488332A1; GB2081425B; US4409490A; SE8104577L; GB2081425A; ES504245A0; IT8024002A0; ES8204505A1; IT1132321B; BR8104643A; AR225826A1; JPS5759139A

Description

β Ρ OO

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dynamometrischen Abbremsung von auf dem Versuchsstand befindlichen Wärmemotoren und zur gleichzeitigen Wiedergewinnung der .von diesen Motoren erzeugten Energie mittels Umwandlung in elektrischen Wechselstrom durch eine Sammel- und

• Reguliereinrichtung, die die in Umlauf befindliche Strömungsmittelmenge reguliert und die ständig den Wechselstromgenerator mit dem Netz verbunden hält, auch wenn die auf dem Versuchsstand befindlichen Motoren keine Energie erzeugen.

Bekanntlich wird in Fabriken, in.denen Wärmemotoren geringer oder mittlerer Leistung von z.B. 20 - 300 KW hergestellt werden, eine bestimmte Anzahl von Motoren in Betrieb gehalten, um das Einlaufen oder die Erprobung oder auch Langzeitversuche durchzuführen.

Wo sich auf den Versuchsvorrichtungen Motoren unterschiedlicher Leistungen und unterschiedlicher Arbeitsfolgen abwechseln, ist die bei solchen Versuchen benötigte Gesamtleistung häufig beträchtlich und beträgt einige 100 KW. Diese Leistung geht bei üblichen dynamometrischen Bremseinrichtungen verloren oder wird teilweise in Form von Wärme mit geringer Nutzungsmöglichkeit und geringem Wirkungsgrad verbraucht.

Die Wiedergewinnung der von den auf dem Versuchsstand befindlichen Motoren erzeugten Leistung in Form von elektrischer Energie, die die wünschenswerteste ist, ist aufgrund der Diskontinuität der Energieerzeugung durch die auf dem Versuchsstand befindlichen Motoren schwierig, sei es aufgrund der Drehgeschwindigkeit und des Drehmoments jedes Motors, sei es aufgrund der Anzahl der gleichzeitig in Betrieb befindlichen Motoren, so daß eine Wiedergewinnung in elektrischer Form praktisch unmöglich ist. Tatsächlich werden dynamometrische

Bremseinrichtungen mit Schleifringläufer- verwendet, die mit Gleich- oder Wechselstrom arbeiten und die erhebrliehe Probleme bei der Regulierung der Spannung bzw. Parallelschaltung bereiten und ihre Verwendung verhin- · dern. Es wurden auch bereits hydraulische Kreise mit dynamometrischen Bremseinrichtungen und Hydraulikpumpen, die Hydraulikmotoren oder eine Turbine zum Anschluß an einen Wechselstromgenerator zugeordnet sind, vorgeschlagen, jedoch sind auch diese Anlagen sehr kostspielig und von geringem Nutzen, da es notwendig ist, Pumpen _;mit flacher Kennlinie und Wirkungsgradverlust und auch große'Wassermengen zu verwenden, die zu hohen Kosten und erheblichen Schwierigkeiten führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Wiedergewinnung der von auf dem Versuchsstand befindlichen Motoren erzeugten Leistung in Form von Wechselstromenergie und den Anschluß eines Wechselstromgenerators an das externe Netz auch dann ermöglicht, wenn die erzeugte Energie sich erheblich ändert oder vorübergehend nicht vorhanden ist. .

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die'Pumpeiririchtungen wie auch der Hydraulikmotor für die Energiewiedergewinnung sind Axialkolbenpumpen mit unterschiedlichem Zylindervolumen, dessen Änderung von der unterschiedlichen Neigung der Platte oder des Körpers der Pumpe abhängt. Die Neigung hängt von der Leistung der auf dem Versuchsstand befindlichen Motoren und deren Arbeitszyklen ab. Es ist auch eine bekannte Regulierung· ..für die Änderung der Fördermenge

des Hydraulikmotors der Nutzeinrichtung in Relation zur angenommenen Lage der beweglichen Einrichtung der Reguliersäule vorgesehen; die Regulierung kann direkt mechanisch oder mittels Lagesensoren und elektrischer Regulierung der Neigung der Platte des Hydraulikmotors der Nutzeinrichtung.durchgeführt werden. Außerdem ist es bei Versuchsreihen mit vielen Motoren, die mit erheblicher Leistung arbeiten, möglich, alle Druckleitungen der Pumpen der auf dem Versuchsstand befindlichen Motoren zu zentralisieren und eine geeignete Pumpe, -z.B. eine Peltonpumpe zu verwenden, die mit dem Generator verbunden ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3· beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild der Gesamtvorrichtung,,

Fig. 2 ein Schaltbild der Sammel- und Regulierein-, .richtung in Fig. 1, und - - -

Fig. 3 eine Einzelheit der Fördermengensteuerung der hydraulischen Pumpeinrichtungen.

Fig. 1 zeigt schematisch mehrere dynamometrische Pumpeneinheiten I^p beliebiger Anzahl, von denen jede mit einem.im Versuch, einer Prüfung oder einem ähnlichen Zustand befindlichen Wärmemotor M verbunden ist. Die Motoren können verschiedene Leistung .und Eigenschaften haben und arbeiten in unterschiedlichen Bereichen entsprechend Versuchs- oder Prüfprogrammen, die in keiner Weise an regelmäßige oder gemeinsame Formen gebunden sind.

Jede Pumpeneinheit muß für die Leistung des Motors geeignet sein, auf dem sie arbeitet, und muß dem Motor die gewünschte Last liefern können, um die Parameter der mechanischen Leistung messen zu können, die vom im Versuch befindlichen Motor geliefert wird, und um diese Leistung mit Ausnahme der Verluste übertragen zu können, mit Ausnahme der Verluste infolge des ölkraftkreises, der ein Strömungsmittel der gemeinsamen Leitung 1b mit niedrigem Druck ansaugt, um es an eine gemeinsame Leitung 2a. mit hohem Druck· abzugeben.

Mit 11° ist eine Sammel- und Reguliereinheit bezeichnet, die dazu dient, den Druck in den beiden Hoch- und Niederdruckzweigen des ölkraftkreises konstant zu halten, wie später näher erläutert wird, und mit 111° ist eine Nutzeinheit bezeichnet, die elektrische Energie erzeugen kann, ..^;..indem sie in bekannter Weise den Hydraulikdruckabfall zwischen den beiden Zweigen des Ölkraftkreises ausnutzt, die von der Sammel- und Reguliereinheit ausgehen.

Die dynamometrischen Einheiten bestehen aus einer Hydraulikpumpe P, von denen jede mit einem im Versuch oder einem ähnlichen Zustand befindlichen Motor M mittels einer dynamometrischen Einrichtung N verbunden ist, die

οι

— tr %· SO

W <■) V t» ·« V « β ₉

die vom Motor abgegebene Leistung messen und ggf. die Drehzahl der Welle verringern kann, die die Pumpe steuert.

Gemäß der Erfindung hat der Hydraulikkreis einen Maximal- und einen Minimaldruck konstanter Größe, während die Änderung in Relation zu der von den verschiedenen im Versuch befindlichen Motoren abgegebenen Leistung durch die Belastbarkeit bzw. vom Leistungsvermögen jeder Pumpeneinheit aufgenommen wird.

Hierzu ist die vorzugsweise in der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendbare Pumpenart die Axialkolbenpumpe mit veränderbarem Hubraum mit hin- und herbeweglicher Scheibe bzw. hin- und herbeweglichem Körper, um das Leistungsvermögen ändern zu können, wobei man entsprechend die Neigung der hin- und herbeweglichen Scheibe -oder des hin- und herbeweglichen Körpers ändert, während der Druck konstant bleibt. Auf diese Weise erreicht man sowohl die Erzeugung eines Strömungsmittels mit konstantem Druck als auch eine Aufnahme der Leistung-proportional zu der vom im Versuch befindlichen Motor erzeugten.

Aufgrund des unterschiedlichen Leistungsvermögens der im Versuch befindlichen Motoren ist auch für • jede dynamometrische Pumpeneinheit vorgesehen, das Leistungsvermögen der Pumpe regulieren zu können, um es an die vom Motor abgegebene Leistung anzupassen, wobei man ebenfalls in der Weise vorgeht, daß das Leistungsvermögen auch der Änderung der Drehzahl des Motors proportional bleibt.

Fig. 3 zeigt eine Einrichtung zur automatischen Steuerung der Neigung des Körpers der Pumpe und damit zur Änderung des Leistungsvermögens; diese Einrichtung

iod <>« f* ** on

p O ft ft Λ 0 Λ A4 ft O β β β

0 Λ w i> * » O ο β

4* 9 OA oft α O ώ β> «

hat außer einem Rückschlagventil Vo, das in der Druckleitung der Pumpe P angeordnet ist, auch ein Handregulierventil Vr, mittels dem es möglich ist, die Last zu bestimmen, die die dynamometrische Bremse aufnehmen kann. Das Ventil Vr erzeugt einen Verlust im Zulauf der Pumpe und damit einen Druckunterschieddp zwischen .Zu- und Ablauf am Ventil selbst. Diese Druckdifferenz überträgt sich mittels der Leitung 10 auf der Zulaufseite und der Leitung 11 auf der Ablauf-seite des Ventils Vr auf einen Zylinder 12, in dem ein Kolben 13 beweglich ist, dem eine.Feder 14 entgegenwirkt und der durch eine Stange 15 mit dem geneigten Körper bzw. der geneigten Scheibe der Pumpe P verbunden ist,, um deren Neigung zu steuern. Wenn somit der im Versuch befindliche Motor z.B. bestrebt ist, die Drehzahl zu erhöhen, ist das Leistungsvermögen am Zulauf des Ventils Vr und auch die Druckdifferenz zwischen Zu- und Ablauf des Ventils größer. Der Kolben 13 wird daher entgegen der Wirkung der Feder 14 verstellt; diese Verstellung bewirkt eine größere Neigung des Scheibenkörpers der Pumpe P, so daß die Fördermenge entsprechend erhöht wird_o

Die Fördermengen der Pumpeneinheiten werden in einem Hochdrucksammler 2a gesammelt und zur Sammel- und Reguliereinheit 11° übertragen, die in Fig. 2 im einzelnen gezeigt ist. Fig. 2 zeigt einen Behälter 16, der mit dem Niederdrucksammler 1b verbunden ist, der die verschiedenen Pumpen P speist. Der niedrige Druck b wird mittels eines Druckgases, das in einer Flasche 17 enthalten ist, und mittels Druckuntersetzern 18, 19, die in die zum Behälter 16 führende Leitung geschaltet sind, auf dem gewünschten Wert gehalten. Oberhalb des Behälters 16 ist eine Säule 21 angeordnet, die im Inneren drei feste Zylinder aufweist, nämlich einen oberen Zylinder 22, einen mittleren Zylinder 23 und

ο ι

einen unteren Zylinder 24, in denen jeweils Kolben •laufen, die untereinander starr verbunden sind, um eine bewegliche Einheit zu bilden.'Diese Einheit hat daher einen Kolben 25, der im Zylinder 22 läuft und einen Durchmesser D aufweist, oder ein entsprechendes Gebläse, einen Kolben 26, der im Zylinder 23 läuft und einen Durchmesser d aufweist sowie einen Kolben 27, der im Zylinder 24 läuft.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Kolben 26 hohl, ist mit dem Kolben 25 verbunden und hat am oberen Ende öffnungen 28, während er am unteren Ende mit dem Kolben 27 durch eine Stange 27a mit einem Durchmesser d.. verbunden ist, die in Längsrichtung durchbohrt ist, um das Innere des Kolbens 26 mit dem Inneren des Kolbens 27 zu verbinden. Der Kolben 27 wiederum, der im Zylinder 24 läuft, hat obere Öffnungen 29 und untere öffnungen 30 und ist unten zum Behälter 16 hin offen, während der Zylinder 24 am unteren Teil öffnungen 31 hat. Die Säule 21 ist an den beiden Enden, wo sich die Zylinder 22 und 24 befinden, geschlossen und ist am mittleren Teil mit der Druckleitung 2a der Pumpe P verbunden, während der mittlere Zylinder 23 mit der Leitung 32a verbunden ist, die die Nutzeinrichtung 111° versorgt, die später beschrieben wird. Das obere Ende der Säule 21 ist mit der Leitung 20 durch ein Verbindungsstück 33 verbunden, das zwischen den Druckuntersetzern 18 und 19 angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung der Zylinder und Kolben in der Säule 21 sind die folgenden Kammern gebildet:

Kammer 34 zwischen dem oberen Teil des Zylinders 22 und der oberen Oberfläche des Kolbens 25 mit dem Durchmesser D, in der das Gas (Luft oder ein inertes Gas) wirkt, das von der Flasche 17 mit einem bestimmten Druck kommt, der vom Druckuntersetzer 18 reguliert wird.

Der in der Kammer 34 herrschende Druck soll mit dem Wert Po bezeichnet werden (Die Kammer 34 kann auch von einem Gebläse gebildet werden).

Die Kammer 35, die vom Boden des oberen Zylinders 22, von der unteren Oberfläche des Kolbens 25 und der Außenfläche des Kolbens 26 mit dem Durchmesser d gebildet wird. In dieser Kammer herrscht der Druck, der im Behälter 16 vorhanden ist und der mit Pm bezeichnet ist, d.h. der Minimaldruck aufgrund des Druckes in der Flasche 17 hinter den beiden Druckuntersetzern 18, 19, der dem Behälter 16 mittels der Leitung 20 zugeführt wird. Wie Fig. 2 zeigt, gelangt der Druck Pm, der im Behälter 16 vorhanden ist, in das Innere des Kolbens 27 über die durchbohrte Stange 27a innerhalb des Kolbens 26 und die öffnungen 18 bis zur Kammer

Die Kammer 36, die von dem mittleren Teil der Säule 21, dem Zylinder 23 und vom Äußeren des Zylinders 24 gebildet ist. In diese Kammer mündet der Drucksammler 2a der Hydraulikpumpen , weshalb sich in dieser Flüssigkeit mit dem Maximaldruck PM befindet, der in die Leitung 32a zur Versorgung der Nutzeinrichtung gelangen kann, die vom Zylinder .23 ausgeht, wenn der Kolben 26 gehoben ist.

Die Kammer 37, die im Inneren des Zylinders 24 bis zur oberen Oberfläche des Kolbens 27 gebildet ist. In dieser Kammer herrscht der Druck Pm, soweit sie mit diesem über die oberen öffnungen 29 des Kolbens 27 verbunden ist. Die unteren öffnungen 30 sind teilweise z.B. reihenweise geöffnet.

Wie sich aus der Anordnung der verschiedenen Teile der Säule 21 ergibt, lassen sich zwei GrenzSituationen bestimmen, je nach dem die bewegliche Einrichtung, die

von den drei Kolben 25, 26 und 27 gebildet wird, sich, in der vollkommen abgesenkten Lage oder auch in der höchstmöglichen Lage befindet.

In der unteren Lage, die mit 38 bezeichnet ist, sind die öffnungen 31 des Zylinders 24 vom Kolben 27 geschlossen, während die öffnungen 28 des Kolbens 26 vom Zylinder 23 geschlossen sind, so daß der Zugang zur Leitung 32a zur Versorgung der Nutzeinrichtung geschlossen ist.

In der entgegengesetzten Lagev in der die Einrichtung sich an der oberen Grenze befindet, die mit 39 bezeichnet ist, kommen die unteren öffnungen 30 des Kolbens 27 allmählich mit den öffnungen 31 des Zylinders 24 in Übereinstimmung, so daß die Flüssigkeit mit dem Maximaldruck PM, die in der öffnung 36 vorhanden ist, in das Innere des Behälters 16 gelangen kann. Alle ' Öffnungen sind somit geöffnet.

Bezüglich der Nutzeinrichtung wird auf Fig. 1 Bezug genommen, aus der ersichtlich ist, daß von der Säule 21 die Leitung 32a mit hohem Druck PM abgeht, die das Strömungsmittel zu einem Axialkolben-Hydraulikmotor 33 oder einer ähnlichen Einrichtung über ein Unterbrecherventil 34 leitet; das Strömungsmittel kehrt mit minimalem Druck Pm über die Leitung 35 zum Behälter zurück.

Der Hydraulikmotor 33 ist mechanisch mit einem Wechsel- · stromgenerator 36 verbunden, dessen elektrische Energie ins Netz gespeist wird.

Längs des Druckweges von der Pumpe P zum Motor 33 sind Regulierbehälter vorgesehen, die aus ":Gasflaschen 42, bestehen, die den Strömungsmittelüberschuß sammeln, der

von der Hydraulikeinheit P abgepumpt wird, um ihn bei geringerer Produktion zu ersetzen, bis zum Aufbrauch ,des Vorrates.

Der Hydraulikmotor ist vorzugsweise ein Axialkolbenmotor, bei dem der Drudk Und die Drehzahl konstant bleiben, während sich das Zylindervolumen und damit das Leistungsvermögen in Relation zu dem der Pumpeneinheit ändern kann, vorausgesetzt, daß die Platte bzw. der Körper des Motors 33 in der Neigung mittels einer in bekannter Weise angeschlossenen Servoeinrichtung in Relation zur Lage der · beweglichen Einrichtung der Säule 21 reguliert werden kann. Die mechanische oder elektrische Servoeinrichtung ist durch die Linien 44 nur schematisch gezeigt. Der Motor 33 kann■auch als Hydraulikpumpe wirken, wenn der Wechselstromgenerator 36 aufgrund von Energiemangel auf der Zufuhrseite zum Motor wirkt, hierfür ist eine Leitung 40 zwischen der Druckleitung 33a und dem Behälter 16 vorgesehen, die mit einem Rückschlagventil 41 versehen ist, damit der Motor 33, wenn er zur Pumpe wird, Flüssigkeit aus dem Behälter 16 über die Leitung 40 entnehmen und'sie wieder über die Leitung 35 in den Behälter 16 leiten kann, um den darin herrschenden Minimaldruck Pm zur Versorgung der dynamometrischen Einheiten .1° aufrechtzuerhalten.

Der Behälter 16 ist mit einem Kühlkreis 45 versehen, in den ein Strömungsmittel zur Wärmeableitung eingeführt werden kann,.wenn sich ein Überschuß an in solcher Menge erzeugter Energie ansammelt, daß sie von der Nutzeinrichtung nicht mehr verbraucht werden kann.

Bezugnehmend auf die Säule 21 der Reguliereinrichtung und der in dieser enthaltenen beweglichen Einrichtung ist vorgesehen, daß die wirksamen Durchmesser der verschiedenen Kolben und die in den vorgenannten Kammern herrschenden

Drücke einen Gleichgewichtszustand aufgrund der Gleichheit zwischen der Differenz des Druckes, der auf die beiden Seiten des Kolbens 25 (Po-Pm) wirkt, multipliziert mit dessen Oberfläche ( der den Abstand vom Kolben 26 durchläuft) und der Differenz des Druckes ergibt, der auf die beiden Seiten des Kolbens 26 (PM-Pm), multipliziert mit ■

2 dessen effektiver Oberfläche ergibt, d.h. (Po-Pm) D =

2 2
(PM-Pm) (d -d,. ) , demgemäß unter Festlegung des Wertes Po die bewegliche Einrichtung sich aufgrund der Menge des Strömungsmittels, das in die Kammer 36 mit dem Maximaldruck PM gelangt, verstellt. Außerdem hat die axiale Bewegung der gesamten beweglichen Einrichtung keine Auswirkung auf-das Intervall, in dem die Öffnungen 30 des Kolbens 27 geschlossen sind (obere Grenze) und die Mündung der Leitung 32a geöffnet bleibt (untere Grenze), wobei dieses Intervall als Regulierintervall bezeichnet wird. · "

Wenn die bewegliche Einrichtung in die Stellung über diesem Intervall kommt, beginnen die Öffnungen 30 sich zu öffnen und den Leistungsüberschuß der Pumpe* P abzubauen und umgekehrt, wenn die bewegliche Einrichtung sich über dieses Intervall absenkt, wird die Mündung der Leitung 32a verringert, bis sie aufgrund der Leistungsabnahme der Pumpe geschlossen wird.

Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der Vorrichtung können zwei Betriebszustände und zwei Übergangs zustände mit Überschuß oder Mangel an Strömungsmittel bezüglich der von der Nutzeinrichtung aufnehmbaren betrachtet werden:

a) Betrieb mit Energierückgewinnung·, wobei die von der dynamometrischen Einrichtung abgegebene Menge die von der Sammeleinrichtung 2a in die Kammer 36 gelangt, gleich der von der Leitung 32a abgegebenen ist und von der

Nutzeinrichtung III⁰ aufgenommen wird. Die bewegliche " · Einrichtung kann sich aus der höchsten Lage bis zur unteren Grenze des RegulierIntervalls bewegen, so daß die öffnungen 30 geschlossen werden und die Leitung 32a vollständig geöffnet ist;

b) Betrieb ohne Energieaufnahme. Die Leitung 32a verhält sich, als ob sie geschlossen wäre, weshalb die bewegliche Einrichtung nach oben über die Grenze des Regulierintervalls verschoben wird, so daß die öffnungen 30 des .Kolbens 27 vollkommen freigegeben werden. Die von der Sammeleinrichtung 2a kommende Strömungsmittelmenge gelangt durch die Öffnungen und in den Behälter 16, so daß der Druck PM auf der Zuflußseite konstant gehalten wird. Der Kühlkreis 45 kann durch Wärmeableitung die gesamte verbrauchte Leistung abführen;

c) tibergangszustand, in dem die Strömungsmittelmenge, die von der Pumpe kommt, größer als die von der Nutzeinrichtung aufgenommene ist. In diesem Falle hat die bewegliche Einrichtung das Bestreben, gehoben zu werden, bis die öffnungen 30 teilweise abgedeckt werden, so daß der Überfluß des Strömungsmittels allmählich und proportional durchlaufen kann, das sich in den Behälter 16 entleert und den Druck und die Strömungsmittelmenge zur Versorgung der Nutzeinrichtung konstant hält;

d) Übergangsζustand, in dem die Strömungsmittelmenge der Pumpeneinrichtungen geringer als die von der Nutzeinrichtung benötigte ist. Die bewegliche Einrichtung senkt sich in diesem Fall, bis die Mündung der Versorgungsleitung 32a teilweise verschlossen wird, so daß die Strömungsmittelmenge proportional verringert wird. Wenn die Druckströmungsmittelproduktion seitens der Hydraulikpumpen vorübergehend aufhört, wird die Leitung 32a voll-

■β · < α ν n ν χ

fet «α*« η et

* te « *w 4« « ς> SaSD

- 16 -

ständig verschlossen und der elektrische Generator 36, der nun den Betrieb nur noch mit der Frequenz des Netzes aufrechterhält, mit dem er verbunden bleibt, übernimmt nach kurzer Zeit die Funktion eines Motors, während der Hydraulikmotor- 33 als Pumpe wirkt, die vom Behälter 16 • über die Leitung 40 und das Rückschlagventil 41 gespeist wird, während der Druck der Einheit 33 zum Behälter 16 gelangt und den Minimalversorgungsdruck des Kreises aufrechterhält.

Auf die.se Weise ist es in keinem Zustand des Betriebs oder Übergangs notwendig, in irgendeiner Weise in die Vorrichtung selbst einzugreifen, da diese automatisch reguliert wird und von der Grenze maximaler Produktion von Rückgewinnungsenergie mit evtl. Verbrauch des Überschusses an Strömungsmittel zur entgegengesetzten Grenze mit -Aufnahme aus dem externen Energienetz übergeht, um.' die Änkopplungsfrequenz und den Minimaldruck des Kreises aufrechtzuerhalten, wobei der elektrische Generator in diesem Falle als Motor wirkt, ohne daß irgendein Eingriff notwendig ist, bis der Zustand der Energieerzeugung seitens der auf dem Prüfstand befindlichen Wärmemotoren wiedergewonnen wird.

In Abwandlung von der beschriebenen Ausführungsform sind zahlreiche weitere Ausführungsformen möglich; so können z.B. bei Anlagen großer Leistung die Druckleitungen zentralisiert und eine an den Wechselstromgenerator angeschlossene Pelton-Turbine verwendet werden.

Leerseite

Claims

Hydraulikvorrichtung zur Energiewiedergewinnung

Hydraulikvorrichtung zur dynamometrischen Abbremsung und Wiedergewinnung der von auf dem Prüfstand befindlichen Wärmemotoren erzeugten Energie, gekennzeichii e t durch dynamometrische Pumpeinrichtungen (1°), die mechanisch mit den auf dem Prüfstand befindlichen Motoren ' (M)verburiden sind und die Strömungsmittel mit konstantem Druck und veränderbarer Menge in Relation zur zugeführten Leistung erzeugen, wobei das Strömungsmittel in eine Samme1- und Reguliereinrichtung(11°)gelangt, die auf die verschiedenen Änderungen der Strömungsmittelmenge des Ölkraftkreises anspricht oder den Druck und die Strömungsmittelmenge des Kreises konstant hält und reguliert, sowie eine Nutzeinrichtung (111°) mit konstantem v^: Druck versorgt, die einen Hydraulikmotor (33) mit

konstantem Druck und konstanter Drehzahl aufweist und · ^

mit veränderbaren Fördermengen arbeitet, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (33) mechanisch · mit einem Wechselstromgenerator (36) verbunden ist, der wiederum in das normale externe Stromverteilungsnetz geschaltet und ständig mit diesem verbunden ist, sei es _r daß die übertragene Leistung größer oder kleiner als die verbrauchte oder verbrauchbare ist, oder daß die Leistung vorübergehend Null ist, wobei in den ersten beiden Fällen die Versorgung durch die Sammel- und Reguliereinrichtung geregelt wird, während im dritten Fall der Generator als Synchronmotor wirkt, um in jedem Falle die Verbindung mit dem externen Netz und den Druck innerhalb des Kreises aufrechtzuerhalten, daß die Regulierung der Förderleistung von einer beweglichen

..- .. ... J I 0UÖZ3

* * O 4 O ·* β β
<f O f> t» « O Q β Pv C

fr · ο α

Einrichtung bestimmt wird, die aus drei Kolben (25-27) besteht, die in Zylindern (22-24) laufen, von denen zwei mit Auslaß- und Versorgungsöffnungen versehen sind und der dritte ein Differentialzylinder ist, der auf vorbestimmte Gleichgewichtszustände anspricht, und daß die drei Kolben eine bewegliche Einrichtung bilden, die in Relation zur Förderleistung der dynamometrischen Pumpeinrichtungen die Öffnungen der Reguliereinrichtung öffnet oder verschließt, um die Nutzeinrichtung zu versorgen, den Überschuß abzuführen oder die Nutzeinrichtung invers zu betreiben.

- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,· dadurch gekennzeichnet, daß die dynamometrische Nutzeinrichtungen(1°) aus einer Axialkolbenpumpe (P) mit veränderbarer Förderleistung bestehen, deren Änderung von der Druckdifferenz des Strömungsmittels in einem Regulierventil (VR) gesteuert wird, die auf-eine Kolben- und Zylindereinrichtung mit Gegenfeder wirkt, die direkt mit der schwenkbaren Scheibe bzw. dem schwenkbaren Körper der Pumpe verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurc.h gekennzeichnet, daß die Sammel--und Reguliereinrichtung (11°) zum Sammeln des in Umlauf befindlichen Strömungsmittels einen Behälter (16) aufweist, in dem der minimale Druck durch Druckluft oder Druckgas und durch die Regulierung der Versorgungsfördermenge konstant gehalten wird, daß die Einwirkung auf den Differentialkolben einerseits vom Minimaldruck in dem Behälter (16) und andererseits von einem regulierbaren Zwischendruck aufgrund der geforderten Gleichgewichtszustände bestimmt wird, daß die Differentialwirkung in der einen oder anderen Richtung von der Menge des gepumpten Strömungsmittels geändert wird, das mit seinem Volumen im Sinne einer Erhöhung oder Verringerung zu

wirken bestrebt ist und dadurch die bewegliche Einrichtung verstellt, um Auslaßöffnungen zu öffnen oder die Versorgungsleitung zu schließen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

g e k ennzeichnet, daß die Nutzeinrichtung (111°) einen Hydraulikmotor (33) in Form einer Axialkolbenpumpe mit konstantem Druck und veränderbarer Förderleistung aufweist, die einem Wechselstromgenerator (36) zugeordnet ist und die beide bei einer Unterbrechung der Leistungserzeugung durch die auf dem Prüfstand befindlichen Wärmemotoren (M) als Pumpe und Motor wirken.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung der vom Hydraulikmotor (33) der Nutzeinrichtung (III⁹)-aufgenommenen Fördermenge in Abhängigkeit von der von der beweglichen Einrichtung der Sammel- und Reguliereinrichtung (11°) eingenommenen Lage sowie in Abhängigkeit von der Fördermenge der Pumpeinrichtung (1°) durchgeführt wird. .

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Druckgasbehälter (42, 43) im Druckkreis zum Ausgleich von plötzlichen Änderungen der Fördermenge bei Änderung der zugeführten Fördermenge.