Гравітаційний гідроважільний двигун

Реферат: Гравітаційний гідроважільний двигун, що містить встановлений на опорах з можливістю обертання обід зі ступицею та ємності, кожну з яких споряджено щонайменше одним напірним та одним всмоктуючим патрубками, причому на ступиці закріплено шестірню, ємності мають повітропоступаючі і повітровідвідні клапани і розміщені в рівновеликих секціях, на які поділено обід, всмоктуючі патрубки сполучені за допомогою труб і пазів бокової кришки з всмоктуючою лінією насосів, а напірні патрубки - за допомогою труб і пазів протилежної бокової кришки з напірною лінією, причому всмоктуючі патрубки споряджено клапанами, а бокові кришки закріплені на валу на шліцах. UA 102287 U (12) UA 102287 U UA 102287 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гідроважільних двигунів і може бути застосована в енергетиці як двигун для електрогенератора. Водяні двигуни традиційно застосовували для отримання механічної та електричної енергії. Відоме верхньобійне водяне колесо, яке використовували з метою перетворення енергії падаючої води в енергію обертального руху вала (Рыжов К.В. 100 великих изобретений - Μ.: Вече, 2002. - С. 205). Водяне колесо встановлене під струменем падаючої води і містить вал, закріплений на опорах з можливістю обертання, та обід з закріпленими по колу наливними ковшами. Недоліком такого двигуна є необхідність створення значного перепаду води у проточному руслі шляхом будівництва матеріалоємних гідротехнічних споруд. Крім того, сама необхідність постійного джерела проточної води обмежує можливості застосування такого гідродвигуна. Відомий, заявлений як прототип, гравітаційний двигун (Патент РФ № 2047000 С1, RU, опубл. 27.10.1995, МПК6 F03G 31/00), який містить обід зі ступицею та об'ємні елементи, виготовлені у вигляді циліндрів з поршнями, штоки яких установлені з можливістю контактного зв'язку з масивним ободом і здатні змінювати радіальні розміри під дією робочої рідини або газу. Робоча рідина подається через золотник, отвори і клапани до циліндра, тисне на поршень і через шток і ролики перетягують в тому ж напрямку масивний обід, при цьому виводить його з рівноважного стану. Під дією надлишкової сили тяжіння, ротор двигуна отримує обертальний рух, який передається на вал і далі до споживача. Неврівноваженість обода підтримується за рахунок спорожнення та наповнення об'ємних елементів, тобто циліндрів. Недоліком даного двигуна є те, що золотник сполучений зі ступицею і не надає можливості регульованої установки відносно вхідних і вихідних отворів циліндрів з порожнинами золотника. Крім того, двигун має малу різницю в плечах відносно осі обертання у лівій та правій частинах обода, тому має малий крутний момент і потужність. В основу поставлена задача підвищення ефективності гравітаційного двигуна шляхом створення гідравлічного важеля, на який діє сила тяжіння і підвищує потужність двигуна. Поставлена задача вирішується тим, що у гравітаційному гідроважільному двигуні, який містить встановлений на опорах з можливістю обертання обід зі ступицею та ємності, кожну з яких споряджено одним напірним та одним всмоктуючим патрубками, по яких подають та відводять робочу рідину, згідно з корисною моделлю, на ступиці закріплено шестірню. Обід поділено на рівновеликі секції і в них розміщено ємності, які мають повітропоступаючі і повітровідвідні клапани, а також всмоктуючі та напірні патрубки. Всмоктуючі патрубки мають клапани і сполучені за допомогою труб і пазів бокової кришки зі всмоктуючою лінією насосів, а напірні патрубки за допомогою труб і пазів протилежної бокової кришки з напірною лінією насосів. Бокові кришки закріплені на валу на шліцах. Рідину перекачують насосами з нижньої ємності (якою по черзі стає одна із шести ємностей) у верхню. Під дією сили тяжіння маса рідини в ємності створює ефект важеля з плечем, яке дорівнює відстані від осі обертання обода до центру маси ємності, і обертає обід, переміщуючи наступну секцію обода з вмонтованою ємністю у верхню позицію. Рух обода зі ступицею передають на вал і далі до споживача. Як споживач застосовують електрогенератор з метою вироблення електричної енергії, частина якої живить насоси двигуна. Гравітаційний гідроважільний двигун забезпечений замкнутим безвтратним рухом рідини при перекачуванні з нижньої ємності у верхню. На валу з правої або лівої сторони ступиці на шліцах з можливістю регулювальної установки відносно всмоктуючих і напірних отворів ступиці встановлено бокові кришки. Бокові кришки забезпечені пазами, через які регулюють подачу рідини при перекачуванні насосами з нижньої ємності в верхню. По окружності обода в шести секціях встановлені шість ємностей для рідини, у верхній частині яких в заливних пробках встановлені повітровідвідні, а в нижній частині з протилежної сторони повітропоступаючі клапани. Для запуску пригальмовування і зупинки двигуна на трансмісії перед генератором встановлено гальмівний механізм. Гравітаційний гідроважільний двигун містить обід 1 великого діаметра, поділений на щонайменше 6 секцій 2, в яких розміщені та збалансовані ємності 3. Кожна ємність розрахована на 280 л рідини і має повітровідвідний клапан 4 і повітропоступаючий 5 клапани, всмоктуючий патрубок 6 з клапаном 7 і напірний патрубок 8, які з'єднують муфтами 9 відповідно всмоктуючу 10 та напірну 11 труби, які також з'єднані з всмоктуючою та напірною сторонами ступиці 12, яка встановлена на валу 13 на підшипниках. Бокові кришки 14 притиснуті до ступиці 12 і встановлені на валу 13 за допомогою шліцьового з'єднання, з внутрішньої сторони у заглиблення вставлені і закріплені фторопластові вставки, які також мають пази у всмоктуючій кришці 14 в нижній частині, а в протилежній напірній у верхній. В центральній частині пазів знаходиться отвір, співвісний з отвором у боковій кришці. 1 UA 102287 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Отвір обладнано штуцером 15 для зливу рідини з нижньої ємності 3 за допомогою всмоктуючої лінії перекачуючих насосів 16. Від перекачуючих насосів через напірний штуцер 17 і паз напірної бокової кришки 14 рідину перекачують у верхню ємність 3. Перекачуючі насоси 16 мають байпасну лінію з клапаном 18. Внутрішні частини бокових кришок 14 по окружності мають по дві ущільнювальні манжети 19 та упорний кулькопідшипник 20. На ступиці 12 закріплена ведуча шестірня 21, яка входить в зчеплення з відомою шестірнею, що встановлена на валу, який має підвісну опору з підшипником. Далі рух передають через підвищуючий передавальний механізм і гальмівний пристрій до електрогенератора. Обід 1 з'єднано зі ступицею 12 і закріплено за допомогою розтяжок 22, які регулюють по довжині. На фіг. 1 подано схему установки ступиці на валу. На фіг. 2 подано схему гідроважільного двигуна, що заявляється. На фіг. 3 подано схему перезагрузки рідини, тобто перекачування рідини з нижньої ємності у верхню. На фіг. 4 показано конструктивне виконання бокових кришок. Гравітаційний гідроважільний двигун працює наступним чином. Перед запуском двигуна необхідно зняти шланги із штуцерів 15 і 17 бокових кришок 14 та опустити в ємності з рідиною, після чого увімкнути насоси 16 від зовнішньої системи живлення, прокачати шланги і закріпити їх на відповідні позиції. Наповнити кожну ємкість по 10 л рідини через заливну пробку, яка має повітровідвідний клапан 4. Встановити ємність № 1 у верхнє положення, загальмувати трансмісію і налити 260 л рідини. Після цього залити 260 л рідини у ємність № 2 і № 3. Залишити як резерв об'єм на 10 л. В результаті підготовних робіт наповнена ємність № 1 знаходиться в нижній частині обода 1, а порожня ємність № 4 - у верхній його частині. Вони сполучені за допомогою всмоктуючого патрубка 6 ємності № 1 та всмоктуючої труби 10 і пазів бокової кришки 14 через всмоктуючу лінію насосів 16 і пази напірної бокової кришки 14 зв'язані з напірною лінією ємності № 4. Притримуючи на гальмі обід 1, ввімкнути перекачуючі насоси 16, приєднані до сторонньої системи живлення. Повільно повертаючи обід 1 за допомогою того ж гальма і послабивши незначне пригальмовування, зробити один повний оборот обода 1 і коли він в пригальмованому стані почне робити повний оборот за 60 секунд, а електрогенератор отримає необхідне навантаження, швидким рухом перемикача перевести живлення перекачуючих насосів 16 на власний електрогенератор. Після цього двигун живить насоси 16. Для зупинки гідроважільного двигуна здійснити його гальмовування і встановити ємність № 1 у верхнє положення. Після цього зупинити двигун повністю. Перекачуючі насоси 16 вимикаються автоматично, тому що вони отримували живлення від власного електрогенератора. Для пришвидшення повної зупинки двигуна можна застосувати зовнішні гальмівні пристрої. Обід двигуна зафіксувати. Після зупинки двигуна ємності № 5, № 6, № 1 заповнені, а № 4, № 3, № 2 випорожнені. Для повторного запуску двигуна ніяких заповнень не вимагається. Необхідно загальмувати електрогенератор за допомогою важеля гідровлічного приводу на гальмівний механізм. Розфіксувати обід. Приєднати перекачуючі насоси 16 до живлення від зовнішньої мережі. Повільно зменшуючи гальмування трансмісії,обертати обід 1 двигуна. При досягненні швидкості обертання обода 1 до одного обороту за 60 секунд, перевести живлення перекачуючих насосів 16 на власний генератор. Генератор обертається із швидкістю більш ніж 50 обертань на хвилину, і якщо радіус обода 1 6500 мм, то на виході прискорюючої передачі крутний момент становить більш ніж 334 кг, відповідно продуктивна потужність генератора - 70 кВт. Якщо збільшити ємності 3 для рідини до 410 л і кількість перекачуючих насосів 16 до трьох, потужність двигуна збільшиться. У гравітаційному гідроважільному двигуні можна застосовувати два електроводяних насоси 3 NF130C. Споживча потужність водного насоса - 1,4 кВт. Продуктивність - 51,9 м за годину. Максимальний напір - 11,7 м. Висота всмоктування до - 7 м. За 1 сек. два насоси перекачують 28,82 л, за 9 сек.-259,38 л. Електрогенератор необхідно використовувати тихохідний з явнополюсним ротором, частота обертання якого від 50 до 500 обертань за хвилину. Гравітаційний гідроважільний двигун може працювати на воді, анитфризі, інших рідинах або маслах. Залежно від виду робочої рідини деталі, які стикаються з рідиною, повинні бути виготовлені з відповідних матеріалів, щоб запобігти корозії та руйнуванню. Заявлений гравітаційний гідроважільний двигун може бути використаний як автономне джерело механічної енергії для електрогенератора, а також як джерело тільки механічної енергії. Його робота не залежить від природних та кліматичних умов, тому гравітаційний гідроважільний двигун можна використовувати в будь-якій географічній точці земної поверхні 2 UA 102287 U незалежно від наявності традиційних енергоносіїв. Двигун не є джерелом шкідливих викидів в атмосферу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Гравітаційний гідроважільний двигун, що містить встановлений на опорах з можливістю обертання обід зі ступицею та ємності, кожну з яких споряджено щонайменше одним напірним та одним всмоктуючим патрубками, який відрізняється тим, що на ступиці закріплено шестірню, ємності мають повітропоступаючі і повітровідвідні клапани і розміщені в рівновеликих секціях, на які поділено обід, всмоктуючі патрубки сполучені за допомогою труб і пазів бокової кришки з всмоктуючою лінією насосів, а напірні патрубки - за допомогою труб і пазів протилежної бокової кришки з напірною лінією, причому всмоктуючі патрубки споряджено клапанами, а бокові кришки закріплені на валу на шліцах. 3 UA 102287 U 4 UA 102287 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5