Рідинний двигун енергодар-меліоратор “батя”

Реферат: UA 74145 U UA 74145 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до рідинних екологічно чистих двигунів, які застосовуються для отримання механічної енергії з маховика колінчастого вала, а також електричної енергії, шляхом збору рідини вище горизонту забору рідини, від якої можна отримувати як електричну так і механічну енергію. Також корисна модель, що заявляється, може бути застосовано для обводнення та осушення земель. Водяні млини застосовують на перепадах води завдяки динамічному потоку рідини, що падає на лопаті млинового колеса, внаслідок чого колесо починає обертатися навколо своєї осі та видає від осі на вал механічну енергію, яка може бути перетворена у електричну енергію. Гідроелектростанції виробляють електричну енергію шляхом зведення платини або дамби на річці для створення завданого напору воду для роботи гідротурбіни, що установлені у дамбі, які внаслідок свого обертання від динамічно потоку води виробляють електричний струм. Недоліком відомих технічних рішень є те, що їх не можливо використовувати при обмеженому об'ємі води, тому що при їх використанні повинна постійно надходити рідина, яка формує стовп води, який створює перепад води, який потім використовується відомими технічними рішеннями для вироблення механічної або електричної енергії. Також недоліком відомих технічних рішень є обмежене їх використання, яке пов'язано з особливостями місцевості, на якій можуть бути використані відомі технічні рішення. Також відомі наступні рідинні двигуни: с. RU 17949, МПК F03C 2/00, опубл. 10.05.2001; с. RU № 51681, МПК F03G 1/02, F01B 29/08, F03B 17/00, опубл. 27.02.2006 та с. RU № 22510, MПК F03C 1/02, опубл. 10.04.2002). Ручний насос-оприскувач, який віддалено нагадує копію корисної моделі, що заявляється, працює наступним чином: в циліндр ручного насоса подається робоча рідина шляхом її засмоктування через розрядження тиску усередині виробляють тим самим надлишковий тиск у циліндрі, внаслідок чого робочу рідини видавлюють з циліндра по шлангу у потрібне місце та розприскують на кінці шланга форсункою, тим самим виконує роботу по переміщенню робочої рідини з нижче розташованої ємності на потрібну висоту в інше місце. Найбільш близького аналога до рідинного двигуна енергодару-меліоратора «Батя», що заявляється, не знайдено. Відповідно до корисної моделі, що заявляється, отримують енергію від рідини. Так як самою поширеною рідиною є вода, то далі в описі буде використовуватися, як слово «вода» або «робоча рідина». Розкриття корисної моделі Задачею корисної моделі є розробка рідного двигуна енергодару-меліоратора «Батя» для отримання як механічної, так і електричної енергії, меліорації землі без суттєвих витрат на їх виробництво, без шкідливого впливу на навколишнє середовище. Також задачею корисної моделі, що заявляється, є можливість роботи рідинного двигуна при обмеженій кількості робочої рідини, яка постійно циркулює у рідинному двигуні. Також задачею корисної моделі, що заявляється, є розширення арсеналу технічних рішень виконання рідинних двигунів. Інші задачі та переваги дійсної корисної моделі будуть розглянуті нижче по мірі викладення дійсного опису та малюнків. Суть корисної моделі Поставлена задача вирішується тим, що - прийомний басейн робочої рідини, у якому розташовано щонайменше один циліндр, в якому розташовано поршень-поплавець з манжетами, який містить наливну камеру з клапанним механізмом поршня-поплавця, який містить клапан, механізми відкривання та закриття вказаного клапана, - колінчастий вал з маховиком, який пов'язано через шатун з вказаним поршнем-поплавцем, - щонайменше одну вивідну трубу з одностороннім клапаном водовідводу робочої рідини з вказаного циліндра у напірний басейн робочої рідини, який розташовано над вказаним прийомним басейном, - клапанний механізм наповнення вказаної наливної камери робочою рідиною з вказаного напірного басейну, при цьому вказаний клапанний механізм наповнення наливної камери містить щонайменше один клапан, який пов'язано з кулачком, що розташовано на кулачковому валу, який пов'язано через механічну передачу з вказаним колінчастим валом з маховиком, - клапанний механізм заповнення циліндра робочою рідиною з вказаного прийомного басейну, який розташовано у нижній частині вказаного циліндра, при цьому вказаний клапанний механізм заповнення циліндра робочою рідиною містить водозабірний клапан, який пов'язано з 1 UA 74145 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кулачком, що розташовано на додатковому кулачковому валу, який пов'язано через механічну передачу з колінчастим валом з маховиком. У нижній частині циліндра розташовано механізм самовідкривання клапана клапанного механізму поршня-поплавця. Відповідно до корисної моделі, поставлена задача вирішується тим, що вода (робоча рідина) має свою певну питому вагу та буде використовуватися як вантаж, що давить на поршень-поплавець у циліндрі, який буде видавлювати воду на вищий рівень із циліндра двигуна з первісного положення. Корисна модель представлена у вигляді одноциліндрового агрегату, але є можливість його компонування у вигляді багатоциліндрового агрегату шляхом з'єднання колінчастих валів, отримуючи при цьому більш потужний рідинний двигун для отримання як механічної, так і електричної енергії. Двигун може працювати як у басейнах, які збудовані у домі, так і у ставках, озерах, ріках, болотах, морях та океанах, а також на річних та морських судах. При цьому буде відбуватися перекачування води з нижнього на верхній рівень (прийомний та напірний басейни), тобто виробляти круговорот води у вищезазначених місцях, внаслідок чого буде здійснюватися робота самого двигуна. З його допомогою на болотах можна здійснювати осушення та подавати воду для зрошувальних систем, тобто здійснювати меліорацію. Використовуючи силу тяжіння (вода у наливній камері поршня-поплавця), силу витиснення більш щільними речовинами менш щільних (віддалення рідини з наливної камери поршняпоплавця, за рахунок поплавкової камери у поршні-поплавці та гумової камери манжета) та принцип сполучених посудин (заповнення циліндра рідиною з прийомного басейну), створюється рідинний двигун енергодар-меліоратор «Батя», що заявляється. Корисна модель, що заявляється, має три цикли: перший - отримання сили тяжіння у поршні-поплавці за рахунок його заповнення робочою рідиною з напірного басейну, другий - сила витіснення більш щільними речовинами менш щільних - віддалення робочої рідини з наливної камери поршня-поплавця за рахунок поплавкової камери у нижній частині поршня-поплавця та самої порожнини нижньої частини поршня-поплавця, третій - принцип сполучених посудин - це заповнення циліндра рідиною зі прийомного басейну. Креслення. При розгляді прикладів здійснення корисної моделі, що заявляється, використовується вузька термінологія. Однак дійсна корисна модель не обмежується прийнятими термінами та слід мати на увазі, що кожний такий термін охоплює усі еквівалентні елементи, які працюють аналогічним чином та використовуються для вирішення тих же самих завдань. Фіг. 1 - зображено перший цикл роботи двигуна, що заявляється, коли поршень-поплавець знаходиться у верхній мертвій точці. Фіг. 2 - зображено другий цикл роботи двигуна, що заявляється, коли поршень-поплавець знаходиться у нижній мертвій точці та відбувається заповнення робочою рідиною циліндра. Фіг. 3 - зображено третій цикл роботи двигуна, що заявляється, коли відбувається закриття клапана клапанного механізму зливу робочої рідини з поршня-поплавця. Фіг. 4 - зображено збоку двигун, що заявляється. Фіг. 5 - зображено знизу двигун, що заявляється. Фіг. 6 - зображено зверху двигун, що заявляється. Фіг. 7 - зображено вид збоку поршня-поплавця. Фіг. 8 - зображено вид спереду поршня-поплавця. Фіг. 9 - зображено вид зверху поршня-поплавця. Фіг. 10 - зображено вид знизу поршня-поплавця. Фіг. 11 - 12 - зображено вид спереду та збоку манжета. Фіг. 13-14 - зображено вид спереду та збоку поплавкової камери. Фіг. 15 - зображено вид поршня-поплавця без, манжета та поплавкової камери. Фіг. 16 - зображено розбірна нижня частина поршня-поплавця, завдяки якій на поршеньпоплавець одягають гумовий манжет з гумовою камерою, де нижня частина поршня-поплавця завдяки різьбовому з'єднанню з'єднана верхньою частиною поршня-поплавця з наливною камерою. Нижня частина є порожнистою для збільшення об'єму повітря у ній. Фіг. 17 - зображено розріз циліндра з вивідною решіткою вивідної труби, яка призначена для того, щоб манжет у циліндрі не задирався та не закусувався вихідним вікном вивідної труби. Фіг. 18 - зображено односторонній клапан у закритому положенні, на який давить стовп води у вивідній трубі. 2 UA 74145 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 19 - зображена робота клапана у відкритому положенні, де робоча рідина через вивідну решітку виходить у вивідну трубу під тиском поршня-поплавця. Фіг. 20 - умовно зображено вигляд спереду набору двигунів по берегу з штучно спорудженим приймальним басейном. Фіг. 21 - умовно зображено вигляд спереду установки рідинних двигунів у ставку, озері, затоці, морі, океані. Фіг. 22 - умовно зображено вигляд зверху розташування двигунів у домашних басейнах. Фіг. 23 - умовно зображена установка двигунів, що заявляється, у корпусі річкових та морських судів. Фіг. 24 - зображено вигляд зверху пустого циліндра. Фіг. 25 - зображена конфігурація циліндра спереду без навішення на нього деталей. Фіг. 26 - зображено циліндр збоку. Фіг. 27, 28 - зображено затримання та виведення води з двох вивідних труб. Фіг. 29 - зображено клапанний механізм зливу робочої рідини з поршня-поплавця. Фіг. 30, 31, 32 - зображено поршень-поплавець з замком для фіксування клапана у різних положеннях. Фіг. 33, 34 - зображено поршень-поплавець з замком для фіксування клапана у різних положеннях. Перелік деталей та механізмів двигуна: А - клапанний механізм наповнення наливної камери. В - клапанний механізм заповнення циліндра робочою рідиною. С - односторонній клапан водовідводу. Д - клапанний механізм поршня-поплавця. 1 - циліндр 2 - поршень-поплавець 3 - колінчатий вал 4 - маховик 5 - шатун 6 - поршневий палець 7 - вивідні труби 8 - односторонній клапан 91 - ланцюговий привід (механічна передача) клапанний механізм наповнення наливної камери 92 - ланцюговий привід (механічна передача) клапанного механізму заповнення циліндра робочою рідиною 10 - корито 11 - прийомний басейн 12 - напірний басейн 13 - випускний клапан прийомного басейну 14 - кулачковий вал клапанного механізму наповнення вказаної наливної камери. 15 - підшипник кулачкового вала 15.1 - кулачок кулачкового вала 16 - відома зірочка кулачкового вала 17 - ведуча зірочка колінчатого вала 18 - бак прийому води 19 - наливна камера поршня-поплавця 20 - клапан баку прийому води 21 - пружина клапана 22 - верхній упор наливної камери 23 - клапан поршня-поплавця 24 - механізм самовідкривання клапана клапанного механізму поршня-поплавця 25 - відома зірочка додаткового кулачкового вала клапанного механізму заповнення циліндра робочою рідиною 26 - додатковий кулачковий вал клапанного механізму заповнення циліндра робочою рідиною. 27 - підшипник додаткового кулачкового вала 28 - кулачок 29 - клапан водозабору 30 - підошва прийомного басейну 31 - опора циліндра 3 UA 74145 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 32 - фундамент опор циліндра 33 - дно прийомного басейну 34 - болти кріплення опор до фундаментів 35 - лежня колінчастого вала 36 - підшипник колінчастого вала 37 - манжет поршня-поплавця 38 - вентиль 39 - поплавкова камера поршня-поплавця 40 - зливна труба 41 - пружина 42 - стоп-кран 43 - клапан 44 - направляюча скоба 45 - язик замка 46 - пружина 47 - упор замка основний 48 - скоба клапана 49 - обмежувач замка 50 - направляючі клапани 51 - рідинний двигун. Робота корисної моделі Рідинний двигун енергодар-меліоратор «Батя» містить циліндр 1, поршень-поплавець 2, колінчатий вал 3, два маховика 4, шатун 5, який сидить на колінчатому валу 3, з поршневим пальцем 6, три вивідні труби 7 з односторонніми клапанами 8, стоп-кран 42, клапанний механізм наповнення наливної камери А поршня-поплавця 2, клапанний механізм заповнення циліндра робочою рідиною В, односторонній клапан водовідводу С, який створює почерговість випуску води (робочої рідини) з циліндра 1, клапанний механізм поршня-поплавця Д для отримання у ньому води та її випуску з нього, ланцюгових приводів клапанних систем 9, захист маховиків від робочої рідини 10, приймальний басейн для накачування води 11 та напірний басейн 12 на верхньому рівні горизонту з випускним клапаном 13 для подальшого використання води для отримання електрично-механічної енергії через гідротурбіни. Далі робота корисної моделі буде представлена більш детально: Клапанний механізм наповнення наливної камери А складається з кулачкового вала 14 з двома кулачками, двох підшипників 15, на яких сидить кулачковий вал 14, відомої зірочки 16 приводу кулачкового вала від колінчатого вала двигуна, бака для прийому води. Бак кріпиться до стінки приймального басейну та містить рівну кількість об'єму рідини приймальної склянки, поршня-поплавця, та має два пружинних клапана, який одним кінцем упирається в верх, а іншим в люки, які є клапанами. При обертанні колінчастого вала 3 відомою зірочкою 17 через приводний ланцюг (механічну передачу) 9, передається обертання на відому 16 зірочку кулачкового вала 14, внаслідок чого кулачки починають круговий рух та натискають на люки клапанів напірного басейна, які в потрібний час відчиняються та закриваються та утримуються в цих положеннях за допомогою пружин та кулачків. Клапанний механізм поршня-поплавця складається з пружини, яка упирається одним кінцем у верхні упори наливної камери, іншим у клапанний люк, який знаходиться строго по центру поршня-поплавця, з механізмом самовідкривання. Клапанний механізм поршня-поплавця працює за принципом шарніра. Голівка шатуна має подовжній проріз для вільного переміщення поршневого пальця під контролем пружини, яка гасить можливі гідроудари. Фіг. 27. Клапанний механізм заповнення циліндра робочою рідиною (В) складається з ведучої зірочки додаткового кулачкового вала 26 з кулачком, який впливає на шток клапана, який знаходиться у ніжній частині клапана, одночасно є люком в циліндр та його дном, пружини, яка утримує клапан у відкритому та закритому положенні. Односторонній клапан водовідводу С, який відповідає за черговість випуску води з циліндра, складається з двох кулькових та одного воронкового клапанів. Ланцюгові приводи (механічна передача) 91 та 92 забезпечують синхронну роботу клапанного механізму А наповнення наливної камери та клапанного механізму В заповнення циліндра робочою рідиною. Захист маховиків від потрапляння вологи представлено у вигляді двох корит, які уберігають маховики колінчастого вала від вологи та кріпляться до циліндра за допомогою металічних прутів від циліндра до корит та з'єднуються болтами. 4 UA 74145 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Для роботи двигуна, що заявляється, потрібен басейн з наступними параметрами: глибина від двох метрів, довжина - від 6 метрів та ширина - від 4 метрів. Цього буде достатньо для того, щоб повністю електрифікувати п'ять сільських домів у тому числі у зимовий період, з електроопаленням. При умовах самоциркуляції з прийомного у напірний, а з напірного у прийомний. Напірний басейн для прийому води повинен знаходитися вище рівня горизонту приймального басейну та може бути виконаний у вигляді похилого лотка або басейну з рівним дном та випускним шлюзом або краном, до якого приєднують пристрій з гідротурбіною. Клапанний механізм С водоподання від циліндра в механізм водорозподілення складається з одностороннього клапана, який пропускає воду в одну сторону, а при поданні води у іншу сторону відразу перекриває прохід води в трубу за рахунок своєї конфігурації. Інший тип клапана - кульковий, який застосовується для чергового зливу в приймальний бак, відповідно до черговості віддалення води з циліндра. Поршень-поплавець складається з наливної камери, яка має отвори для поршневого пальця, який з'єднує поршень-поплавець з шатуном колінчастого вала та уміщує в собі весь об'єм приймального бака води. Нижня його частина складається з двох круглих, порожнистих усередині круга, однакових зовнішнім діаметром з наливною камерою, який з'єднуються між собою за допомогою різьбового з'єднання, сама нижня частина закручується у верхню у склянці. Між верхньою та нижньою частинами поршня-поплавця уставляють прогумований на верхній частині металевий манжет, краї якого виконані з гуми та гумової камери з вентилем, яка накачується для того, щоб вода при тиску на поршень не переходила з нижнього горизонту поршня-поплавця у верхній через стінки циліндра. Рідинний двигун енергодар-меліоратор «Батя», що заявляється, працює наступним чином, а саме, за допомогою маховика 4 прокручують колінчатий вал 3, піднімають поршень-поплавець 2 з наливною камерою 19 через шатун 5 та поршневий палець 6 у верхнє положення, при цьому за допомогою приводу ведучої зірочки колінчатого вала 17 на ведучу зірочку кулачкового вала 25 через ланцюг 9 у циліндрі 1 через клапанний механізм заповнення циліндра робочою рідиною В вода заходить у циліндр 1 та клапанний механізм заповнення циліндра робочою рідиною В, при підведенні колінчатого вала 3 до верхньої мертвої точки закривається доступ води у циліндр 1. При проходженні відмітки верхньої мертвої точки колінчатий вал 3 через ведучу зірочку колінчатого вала 17 ланцюгового приводу 9 на ведучу зірочку кулачкового вала 16 за допомогою кулачків 28 тисне на клапан боку прийому води 20, внаслідок чого вони відчиняються та вода, яка заздалегідь виливається зі клапанних отворів по жолобу у склянку 19 поршня-поплавця. Клапан поршня-поплавця 23 знаходиться у закритому стані. Після наповнення склянки поршня-поплавця водою за рахунок отриманої сили тяжіння поршень-поплавець 19 починає витискати воду з циліндра 1 через вивідні труби 7 в бік прийому води 20 та тим самим опускається униз. Для більш швидкого виведення води з циліндра 1, циліндр 1 містить три вивідні труби 7, які розташовані на рівних проміжках по циліндрі 1. Спочатку звільнюється верхня частина, потім друга - середня, та третя - нижня, завдяки клапанам, отримуючи привід від колінчастого вала через ланцюг. Бак прийому води 20через труби 7 до верху наповнюється водою та надлишкова кількість води через зливну трубу 40 потрапляє у приймальний басейн 12 та продовжує його наповнювати. Поршень-поплавець, доходячи до нижньої мертвої точки, упирається важелем механізму самовідкривання люка клапана 24 у в точку відкриття. Вода у вивідних трубах 7 перекривається за допомогою одностороннього та кулькового клапанів по черзі по мірі проходження поршня-поплавця через випускні отвори. Відбувається самозливання води з склянки 19 поршня-поплавця через клапан 23, а повітря, що знаходиться у порожнистих частинах поршня-поплавця та у камері 39, що накачана повітрям, витискається у верхнє положення відносно води у циліндрі 1. Таким чином поршень-поплавець 2 звільняється від води у склянці 19 та за допомогою пружини 41, яка діагонально розташована до механізму самовідкривання люка-клапана 24, закриває люк-клапан 24 склянки 19. Відповідно колінчатий вал 3 покрутився на хід поршня-поплавця по зливу води з нього. Через клапанний механізм заповнення циліндра робочою рідиною В вода надходить у циліндр 1 та продовжує піднімати поршень-поплавець 2, отже і колінчатий вал 3, за рахунок принципу сполучених посудин та тиску води у верхню мертву точку. 5 UA 74145 U 5 10 15 Зараз процес відбувається автоматично без накачування води у приймальний бак 18, так як вона в ньому вже є, а надлишковий об'єм води через зливний отвір труби 40 злитий у приймальний басейн 12. Двигун «Батя» працює, перекачуючи воду з нижніх шарів горизонту уверх, та дозволяє при цьому з води приймального басейну отримувати електроенергію, а безпосередньо з колінчатого вала - механічну енергію. Щоб зупинити двигун слід перекрити стоп-кран 42 на верхній вивідній трубі 7, який перекриє вихід води з циліндра 1, що призведе до плавної його зупинки. Переважна більшість деталей для виготовлення рідинного двигуна енергодару-меліоратора «Батя» можна виготовляти зі пластмаси та її полімерів. Рідинний двигун працює без витрачання вуглецю та продуктів його перероблення - мазут, бензин, дизельне паливо, за винятком мастила для змазування підшипників кочення сковзання. Зрозуміло, що корисна модель, що заявляється, не обмежується варіантами, які було викладено вище та зображено на фігурах. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 1. Заглибний рідинний двигун, який містить прийомний басейн робочої рідини, у якому розташовано щонайменше один циліндр, в якому розташовано поршень-поплавець з манжетами, який містить наливну камеру з клапанним механізмом поршня-поплавця, який містить клапан, механізми відкривання та закриття вказаного клапана; колінчастий вал з маховиком, який пов'язано через шатун з вказаним поршнем-поплавцем; щонайменше одну вивідну трубу з одностороннім клапаном водовідводу робочої рідини з вказаного циліндра у напірний басейн робочої рідини, який розташовано над вказаним прийомним басейном; клапанний механізм наповнення вказаної наливної камери робочою рідиною з вказаного прийомного басейну, при цьому вказаний клапанний механізм наповнення наливної камери містить щонайменше один клапан, який пов'язано з кулачком, що розташовано на кулачковому валу, який пов'язано через механічну передачу з вказаним колінчастим валом з маховиком; клапанний механізм заповнення циліндра робочою рідиною з вказаного прийомного басейну, який розташовано у нижній частині вказаного циліндра, при цьому вказаний клапанний механізм заповнення циліндра робочою рідиною містить водозабірний клапан, який пов'язано з кулачком, що розташовано на кулачковому валу, який пов'язано через механічну передачу з колінчастим валом з маховиком. 2. Двигун за п. 1, який відрізняється тим, що у нижній частині циліндра розташовано механізм самовідкривання клапана клапанного механізму поршня-поплавця. 6 UA 74145 U 7 UA 74145 U 8 UA 74145 U 9 UA 74145 U 10 UA 74145 U 11 UA 74145 U 12 UA 74145 U 13 UA 74145 U 14 UA 74145 U 15 UA 74145 U 16 UA 74145 U 17 UA 74145 U 18 UA 74145 U 19 UA 74145 U 20 UA 74145 U 21 UA 74145 U 22 UA 74145 U 23 UA 74145 U 24 UA 74145 U 25 UA 74145 U 26 UA 74145 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 27