Повітряний двигун

Реферат: UA 77309 U UA 77309 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до силових механізмів (двигунів) і може знайти застосування для приводу промислових установок особливо для генераторів електричного струму. В розділі "Рівень техніки" наводиться перелік аналогів найбільш близьких до винаходу і зазначаються причини, що перешкоджають одержанню очікуваного результату. Одним із них може служити Роторний двигун Ванкеля, який вперше був випробуваний у 1957 році. Проте, ексцентрично розміщений ротор виконує складний (планетарний) рух навколо осі вала і власної осі, створює відцентрові сили інерції, які виникають, при обертанні: вимагає виготовлення складної внутрішньої форми статора і системи противаг, через що не набув широкого застосування. Найбільш близький аналог за ознаками віднесено поршневі двигуни внутрішнього згорання, які є найбільш поширеними. Перший двигун був побудований у Франції 1860 p., це був двотактний двигун з золотниковим газорозподілом. У 1976 р. німецький інженер створив чотиритактний двигун, який споживав у два рази менше палива, завдяки чому отримав широке застосування. Сучасні двигуни внутрішнього згорання досягли апогею в питаннях економічної витрати пального та досконалому конструктивному виконанні, але вичерпали свої можливості щодо подальшого удосконалення в питанні економічних та вагових показників. Вони можуть служити аналогами через те, що сила (яка діє при спалюванні рідкого або газоподібного палива в циліндрі двигуна) діє на дно поршня, спричиняє його рух, а через систему механізмів виконує корисну роботу. У запропонованому повітряному двигуні (далі ПД) за рахунок стиснутого повітря, яке подається в робочу камеру де виникають сили на внутрішніх поверхнях, створюють рух її частин, а через запропонований механізм (креслення) виконує корисну роботу. ПД є того самого призначення, що і двигун внутрішнього згорання. Названий прототип насичений великою кількістю вузлів, механізмів і деталей, які під час роботи перебувають в обертовому та поступально-зворотному русі, частота яких вимірюється тисячами за хвилину, вимагають добротного та високоточного їх виготовлення, збільшення матеріальних витрат та трудових ресурсів. З точки зору економічності у чотиритактному двигуні один такт робочий, всі інші вимушені. Для їх виконання і приведення в рух кривошипно-шатунного механізму, механізм газорозподілу та системи охолодження, витрачається немала робота за рахунок енергії палива. Ці двигуни вже використали свої можливості по збільшенню коефіцієнта корисної дії. Відпрацьованими газами забруднюють атмосферу. Паливо дедалі стає дорожчим, а запаси його в надрах землі зменшуються. В основу винаходу поставлено задачу, яка полягає в тому, що робота ПД екологічно чиста, економічно вигідна, а конструктивні особливості здешевлюють його виробництво, що дозволяє уникнути недоліків прототипу. Поставлена задача вирішується за допомогою основної ланки двигуна - робочої камери (далі РК), яка складається з трьох частин: стакана 1, втулки 10 і стакана 7 (креслення). Всередину РК подається стиснуте повітря від компресора 23, через ресивер 22 пустотілу нерухому вісь 24, трубку важіль 17, гнучку трубку 12 і далі всередину РК. На площинах S 1 стакана 1, S2, на кільцевій площині втулки 10 і S3, стакана 7 виникають сили F1, F2, F3, величини яких пропорційні площинам, на яких вони виникають. Оскільки кожна з площин S1 і S2 у два рази менша від площини S3, то кожна з сил F1 або F2 менша від сили F3 у два рази. Конструктивно РК виконано так, що всі сили її частини не зв'язані між собою жорстко, через що сила F3, яка у два рази більша від окремо взятої сили F 1 або F2 може перемагати кожну із них окремо взяту. При таких умовах стиснуте повітря, яке подано в камеру, за допомогою сили F 3 викличе рух стакана 7 вправо, який за допомогою гнучких тяг 5 викличе рух стакана 1 (S 1) або втулки 10 (S2). Кожна із сил F1 або F2 протилежна силі F3 але у два рази менша від неї. При таких умовах сила F3, переміщаючи стакан 7 вправо разом із шківами 8 (по яких перегібають гнучкі тяги 5), потягне за собою стакан 1 або вилку 10 в певній послідовності, оскільки сили F1 або F2 хоч і протилежні силі F3, але кожна з, них у два рази менша від неї. Очевидно що сила F3 витрачатиме лише половину своєї потужності, оскільки F 1=0,5 F3 і F2=0,5 F3, другу половину потужності витрачатиме на виконання корисної роботи. За станом, який показано на Фіг. 1, втулка 10 першою рухатись не зможе оскільки вперлась у виступ 6 стакана 1. 1 UA 77309 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Стакан 1, не маючи перешкоди, під дієюсили F3 почне свій рух, відпускаючи тяги 5 дасть змогу стаканові 7 продовжити свій рух, а своїм виступом 2 набіжить на торець втулки 10, підштовхне і призупинить свій рух. Підштовхнута втулка, вже не маючи перешкоди під дією сили F 3, теж почне свій рух, відпускаючи тяги 5, дасть змогу стаканові 7 продовжити свій рух далі. Втулка 10 в кінці свого ходу набіжить на виступ 6 стакана 1, рух її призупиниться і дасть змогу рухатись стакану 1 повторно. Так, постійно в часі під дією сили F3 відбуватиметься рух стакана 7 і як наслідок рух втулки 10 або стакана 1 в певній послідовності в автоматичному режимі. Всі частини РК можуть рухатись тільки вправо через те, що стакан 1 і втулка 10 застопорені фіксаторами односторонньої дії 16 на храповому колесі 13 і блокують рух цих частин вліво. Рух РК по колу забезпечується за допомогою роликів 14, які рухаються в лотку нерухомого храпового колеса 13. Пустотіла вісь 24 і храпове колесо 13 закріплені на нерухомому кронштейні (на Фіг. 1 не показаний) і теж є нерухомими, але служать основою для розміщення на них рухомих частин двигуна. Як вже було сказано, ПД працює на стисненому повітрі, через що робота його вважається екологічно чистою. Витрати повітря при надійних ущільненнях між рухомими частинами РК і системою повітроводів може бути мінімальною, що забезпечить високу економічність його роботи. Передача зусиль від РК до шківа маховика може застосовуватися важелем довільної довжини, що позитивно впливатиме на величину крутного моменту. Перелічені переваги над прототипом очевидні, через що коефіцієнт корисної дії очікується високим. Практично ПД може використовуватись для приводу генераторів електричного струму і інших механізмів. Додаткові пояснення до переліку фігур креслення. На кресленні зображено принципову схему повітряного двигуна, основною ланкою якого є взаємопов'язані (за допомогою гнучких тяг 5) рухомі частини: стакан 1, стакан 7 і втулки 10, які разом створюють робочу камеру (далі РК). При подачі стиснутого повітря в камеру відбувається рух всіх трьох частин, які через допоміжний механізм, що складається із штовхача 11, трубки-важеля 17, шківа маховика 18 і шківа корисного навантаження 20. Всі інші деталі є допоміжними в роботі механізму: це храпове колесо 13 з фіксаторами 16 забезпечують односторонній рух. За допомогою роликів 14 відбувається рух по колу. Колектор 19 служить для підключення додаткових РК. Пустотіла нерухома вісь 24, трубка важіль 17 і гнучка трубка 12 служать для подачі стиснутого повітря в РК. Компресор 23 і ресивер 22 джерело стиснутого повітря. Перелік фігур креслення. 1. Стакан 1 2. Виступ 3. Сальник резиновий 4. Сальник жировий 5. Тяга гнучка 6. Виступ 7. Стакан 7 8. Шківи 10. Втулка 11. Штовхач 12. Гнучка трубка 13. Храпове колесо 14. Ролики 15. Спиці 16. Фіксатори 17. Трубка-важіль 18. Шків-маховик 19. Виходи з колектора 20. Шків навантажень 21. Ресивер 22. Компресор 23. Пустотіла вісь 2 UA 77309 U Джерела інформації: 1. Опрлин Ф.С., Круглов М.Т., "Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей". Москва, 1980 г. 2. Гаричев А.Г., "Роторные двигатели". Харьков, 1964 г. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Повітряний двигун, який складається з робочої камери (далі РК), яка обертається по колу, завдяки дії спрямовуючих роликів 14 в лотку храпового колеса 13, з фіксаторами 16 (що забезпечують рух РК тільки по годинниковій стрілці), вісь 24 і храпове колесо є нерухомими, але служать основою для розміщення на них рухомих частин двигуна, який відрізняється тим, що двигун виконано з можливістю живлення стиснутим повітрям, за допомогою важеля 17 прокручують колектор 19, шків 18 і шків навантаження 20, рухомі частини РК змащуються за допомогою сальника 4, пронизаного консистентним мастилом, а через конструктивні особливості очікується високий рівень корисної дії. 3 UA 77309 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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 4