Гидравлический двигатель

(51) 03 17/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ совпадающая по размеру с коническими венцами барабанов. С внешней стороны на бесконечной ленте прикреплены эластичные камеры открытые с одной стороны, которые при заполнении воздухом находятся снизу, камера снабжена отверстиями, в прилегающей стороне с бесконечной лентой и снабжена ниппелем,способный удерживать внутреннее давление. Конические венцы с отверстиями нижнего барабана на внутренней стороне закрыты пружинными механизмами, каждая из которых имеет шток с роликом на другом конце. Внутри нижнего барабана на неподвижной оси установлена дугообразная пластина,в технологическом процессе роль которой заключается в приведении в движение шток пружинного клапана, за счет ролика, который наезжает на неподвижную дугообразную пластину,тем самым открывает отверстие конических венцов,для подачи в камеры воздуха под напором. По истечении времени хватающего для закачки эластичных камер, на который рассчитана длина дугообразной пластины, ролик штока, при дальнейшем повороте нижнего барабана, съезжает с пластины и за счет сил пружины, клапан прижимается к отверстию перекрывая проход воздуха. Данный цикл повторяется следующим подходом в исходное положение клапанного механизма, с одновременным подходом эластичной камеры бесконечной ленты и далее бесконечно. Процесс поочередного открывания и закрывания клапанного механизма регламентируется в строго указанном диапазоне поворота нижнего барабана. Предлагаемый двигатель может работать и на других жидких средах. Повышение эффективности работы гидравлического двигателя, за счет снижения сил трения путем замены подшипников на магниты, и установки неподвижной дугообразной пластины вызывающий возникновение сил трения только с одним клапанным механизмом, в момент открывания и закрывания, вместо постоянного трения всех подпружиненных клапанных устройств прототипа, может достигать до 15.(72) Жакишев Бауыржан Айтмукашевич Тайбасаров Жанболат Караевич Атякшева Александра Владимировна Рустембаев Базархан Ергешевич Сакипов Камалхан Еркешевич(73) Акционерное общество Казахский агротехнический университет им. Сакена Сейфуллина(57) Изобретение относится к гидравлическим двигателям, использующим энергию статического давления жидкости на легкие тела, погружаемые в нее. Технической задачей изобретения является снижение потерь мощности за счет уменьшения трения,повышения надежности систем воздухоподачи и долговечности гидродвигателя,которая достигается тем, что гидравлический двигатель, включающий два барабана, нижний из которых являющийся воздушным резервуаром, а верхний выжимным устройством воздушных камер и обладающий большой инерционностью,огибающую обе колеса гибкой бесконечной лентой,закрепленными на ней эластичными и герметичными камерами, имеет компрессор с индивидуальным приводом и воздуховод от компрессора к нижнему барабану. На обеих барабанах для исключения контактов с неподвижной частью осей при вращении вместо подшипников устанавливаются однополярные магниты. Данное обстоятельство обеспечивает долгосрочную работу установки, так как отпадает необходимость в техническом обслуживании подшипников. Нижний барабан по центру боковой стороны, контактирующий с бесконечной лентой,снабжен коническими венцами с отверстиями,предназначенные для подачи воздуха в эластичные камеры и для сцепления, с бесконечной лентой на которой имеются перфорации по центу Изобретение относится к альтернативным источникам энергии, а именно к гидравлическим двигателям, использующим энергию статического давления жидкости на легкие тела, погружаемые в нее. Оно может быть использована во всех отраслях народного хозяйства в качестве альтернативного источника в получении электрической энергии или привода различных машин и механизмов. Известен гидравлический двигатель (А.с. СССР 1455043, кл. 03 7/06, 1989), включающий два барабана, один из которых находится в воде, а другой - на поверхности воды. Барабаны огибает бесконечная лента с эластичными камерами,наполненными газообразным хладоагентом,меняющим свою плотность в зависимости от температуры. Емкости, расположенные на ветви ленты, погружающейся в воду, предварительно охлаждают и они сокращают свой объем,соответственно теряют плавучесть и опускаются в воду, увлекая за собой гибкую ленту. Емкости,расположенные на другой, поднимающейся ветви ленты - поднимаются этой лентой в верхние, более теплые слои воды, нагреваются ими и увеличивают свой объем, благодаря чему выталкиваются из воды на поверхность, перемещая гибкую ленту, за счет чего вращаются барабаны. Однако скорость вращения барабанов и выходная мощность при этом получаются относительно небольшие. Существует вероятность утечки хладоагента в водоем. Наиболее близким к заявленному (прототипом) по технологической сущности и достигаемому положительному эффект является гидравлический двигатель ( 2004/053329 А 1, кл. 03 17/02,2004 г.), включающий два барабана - верхний и нижний, огибающую барабаны бесконечную ленту с закрепленными на ней эластичными камерами и передаточный механизм вращения верхнего барабана, имеет компрессор с приводом от верхнего барабана,вспомогательный компрессор с индивидуальным приводом и воздуховод от компрессоров к нижнему барабану, барабаны снабжены боковыми зубчатыми венцами, а бесконечная лента - боковыми перфорациями,эластичные камеры прикреплены к внешней стороне бесконечной ленты и открыты с одной стороны,которая при заполнении камеры воздухом находится снизу, и снабжены отверстиями в стенке,прилегающей к бесконечной ленте, при этом в бесконечной ленте выполнены отверстия,снабженные ниппелями,соответствующие отверстиям эластичных камер, нижний барабан имеет центральную герметичную полость с отверстиями, соответствующими отверстиям в бесконечной ленте и снабженными подпружиненными клапанами, расположенными в барабане радиально с возможностью поочередного открывания отверстий в нижней части барабана. Данный способ исключает приспособление для охлаждений и необходимость специальных реагентов, однако срок службы гидродвигателя ограничивается тем, что в трущихся частях используются подшипники, которые требуют периодического технического обслуживания, что 2 приводит к длительным простоям и дополнительным мероприятиям связанными с подъемом нижней части из воды и т.д. Технической задачей предложения является устранение механического трения в местах контакта вращающихся частей с неподвижными частями, что позволяет конструктивно повысить эффективность устройства в получении полезной мощности и ее долговечности при эксплуатации. Расположение резервуара под давлением непосредственно в месте закачки,позволит гораздо упростить конструктивную схему, при этом отпадет необходимость в использовании сложных систем воздуховодов для подачи напора в камеры. Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фиг.1 приведена общая схема гидравлического двигателя, на фиг.2 - схема конструкции нижнего барабана-резервуара, на фиг.3 фрагмент бесконтактного взаимодействия трущихся мест движущейся части барабана с неподвижной частью полой оси и бесконечная лента с эластичными камерами и с перфорациями в центральной части. В рабочее положение гидравлический двигатель может быть установлен полностью погруженным в воду, или с частичным погружением, как на фиг.1. Гидравлический двигатель включает два барабана 1 и 2 по центру боковой стороны, контактирующей с бесконечной лентой 13, снабжен коническими венцами 12 с отверстиями, предназначенный для подачи воздуха в эластичные камеры 3, а также для сцепления с бесконечной лентой. На бесконечной ленте имеются перфорации по центру, совпадающая по размеру с коническим венцами барабанов. Нижний барабан одновременно является резервуаром, который соединен с компрессором по трубопроводу через полую ось 14. Конические отверстия установленные на боковых стенках нижнего барабана с внутренней стороны плотно закрыты пружинными клапанами 8 со штоками 9. Движение штока возвратно-поступательное, на одном конце прикреплен запорный клапан с герметичной прокладкой, на другом конце прикреплен ролик 11, который при повороте барабана на определенный угол а от нижней точки,наезжает на изогнутую, в виде дуги, неподвижную упругую пластину 6, за счет чего открывает запорный клапан 8. Концы пластины имеют округленные изгибы, для плавного сжимания и разжимания пружин 10 клапанного устройства. Неподвижная пластина достигает области уровня центра барабана, и обеспечивает закрывание запорных клапанов отверстий за счет сил пружины при повороте на уголградусов от нижней токи по вертикали, перед тем, как бесконечная лента 13 начнет отдаляться от барабана 2. Бесконечная лента с прикрепленными к ней камерами 3 и центральными перфорациями 5 огибает оба барабана, которые укреплены на каркасе 4. Эластичные камеры имеют одну открытую сторону,которая находится снизу при заполнении камеры воздухом. Количество камер зависит от мощности двигателя и соответственно глубины водоема. Компрессор и воздуховод на фиг.1 не показаны. Верхнее колесо снабжен передаточным механизмом(не показан) отбора мощности на электромеханический преобразователь, или привод какого-либо механизма. Расстояние между коническими венцами одинаковы, совпадающие с отверстиями на бесконечной ленте, причем отверстия бесконечной ленты снабжены ниппелями 7. Клапанный механизм срабатывает строго в указанном диапазоне угла поворота барабана 2, показанном в фиг.2. В местах соприкосновения неподвижной части полой оси 14 и подвижной части крепления 15, установленные с торцов барабанов, для снижения сил трения, вместо подшипников используются однополярные магниты 16. Данное обстоятельство увеличивает срок непрерывной эксплуатации и исключает вовсе возможные технически обслуживающие мероприятия в труднодоступных зонах установки(фиг.3). Двигатель работает следующим образом. Перед началом работы его подключают к компрессору,натягивают бесконечную ленту,подгоняют отверстия ленты и барабана, затем погружают в водоем. Возможно установка гидродвигателя в регионах где нет водоемов, для этого достаточно сооружение бассейна по требуемым габаритам. Нижний барабан должен находиться в положении,когда закрыты все клапаны, но в этот момент один из конических венцов уже находится в отверстие бесконечной ленты. Компрессором нагнетается воздух в нижний барабан до максимального значения, проворачивают барабан на угол а от нижней точки положения камеры ролик штока пружинного клапанного механизма наезжает на неподвижную изогнутую дугообразную пластину и шток открывает клапан, вследствие чего воздух находящийся под давлением начнет проходить по каналу отверстия конического венца установленного на боковой стенке барабана и за счет давления имеющее в барабане, превышающее давление воды в установленной глубине через ниппельное устройство, будет заполнять эластичную камеру. Внутренние выталкивающие силы жидкости начинают выполнять работу по перемещению камеры и бесконечной ленты соответственно. При повороте барабана соответствующему углуклапан съедет с неподвижной дугообразной пластины и пружина клапанного механизма возвратит клапан в первоначальное отверстия стенки барабана, и при дальнейшем вращении барабана его первоначальное место займет следующий клапан и цикл повторяется бесконечно. В верхней части машины, при огибании лентой верхнего колеса, эластичные камеры выжимаются и воздух находящийся в них высвобождается, а опустошенные камеры устремляются вновь вниз. Предлагаемый двигатель может работать и на других жидких средах. Повышение эффективности работы гидравлического двигателя, за счет снижения сил трения путем замены подшипников на магниты, и установки неподвижной дугообразной пластины вызывающий возникновение сил трения только с одним клапанным механизмом, в момент открывания и закрывания, вместо постоянного трения всех подпружиненных клапанных устройств прототипа, может достигать до 15. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Гидравлический двигатель, включающий два барабана - верхний и нижний, снабженные боковыми зубчатыми венцами,огибающую барабаны перфорированную по краям бесконечную ленту с внешней стороны к которой прикреплены эластичные камеры снабженные ниппелями,нижний барабан имеющий центральную герметичную полость с отверстиями,соответствующие отверстиям в бесконечной ленте и снабженный подпружиненными клапанами,расположенные в барабане радиально с возможностью поочередного открывания отверстий в нижней части барабана отличающийся тем, что вращающиеся барабаны в местах соприкосновения с неподвижными частями осей снабжены однополярными магнитами вместо подшипников. 2. Гидравлический двигатель,по п.1,отличающийся тем, что по центру боковая стенка нижнего барабана радиально снабжена коническими венцами с отверстиями для подачи воздуха в камеры через эти отверстия, а верхний барабан снабжен коническими венцами без отверстий, для сцепления барабанов с бесконечной лентой. 3. Гидравлический двигатель,по п.1,отличающийся тем, что бесконечная лента имеет перфорации по центру, совпадающие по размерам с венцами барабанов. 4. Гидравлический двигатель,по п.1,отличающийся тем, что на внутренней стороне конические венцы закрыты пружинным клапанным механизмом, каждая из которых имеет шток с роликом на другом конце, и внутри нижнего барабана на оси установлена неподвижная дугообразная пластина вместо кулачкового механизма.