Преобразователь энергии

(51) 15 15/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ТЕГН АЙНАЛУ ЖЙЕС(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к объемному пневмоприводу и может быть использовано в силовых механизмах для преобразования пневматической энергии в механическую энергию. Технический результат упрощение конструкции, снижение энергозатрат и повышение КПД - достигается тем, что преобразователь энергии, содержащий корпус, систему для подвода в корпус газа под давлением, установленные в корпусе с возможностью радиального перемещения рабочие элементы и вал, связанный с рабочими элементами, согласно изобретению, снабжен тягами для соединения рабочих элементов с валом, направляющей для перемещения рабочих элементов, имеющей наклонные участки, и опорными катками, на которые установлены рабочие элементы. Рабочие элементы выполнены в виде брусков, с уплотняющим покрытием на боковых сторонах. Преобразователь снабжен пневмокамерой и насосом, связанным с валом, для создания избыточного давления в пневмокамере. Опорные катки выполнены в виде подшипников. Корпус разделен на секции, при этом в одной из секций расположены наклонные участки направляющей для перемещения рабочих элементов вверх, а другая секция содержит наклонные участки направляющей для перемещения рабочих элементов вниз. Давление в секции с наклонным участком направляющей для перемещения рабочих элементов вниз больше, чем давление в секции с наклонным участком направляющей для перемещения рабочих элементов вверх. Изобретение относится к машиностроению, в частности к объемному пневмоприводу и может быть использовано в силовых механизмах для преобразования пневматической энергии в механическую энергию. Известен преобразователь энергии, содержащий рабочую камеру с эластичными стенками и каналом для подвода рабочей среды, жестко связанные с торцами камеры стыковочные узлы, закрепленные концами к стыковочным узлам упругие тяги,установленные с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью камеры, и по крайней мере,одну кольцевую стяжку, размещенную между стыковочными узлами. Упругие тяги имеют односторонние боковые выступы, снабженные упорами,выполненными с возможностью образования упругими тягами непрерывной ленты в рабочем положении устройства (патент РФ 2016271, кл. 15 15/00, 1994). Указанный преобразователь не позволяет создать высокое давление в рабочей камере из-за эластичных стенок, в результате этого невозможно повысить мощность получаемой механической энергии. Известен пневматический привод, содержащий сферический корпус с входными и выпускными каналами, ротор и два выходных вала, оси которых пересекаются под углом в центре сферы. Ротор выполнен в виде сферы, из которой в двух взаимно перпендикулярных центральных плоскостях вырезаны симметричные относительно общей оси,совпадающей с линией пересечения указанных плоскостей, непересекающиеся тороидальные пазы,в которых располагаются соответствующие им по форме тороидальные поршни, образующие вместе с торцами пазов ротора и внутренней сферической поверхностью корпуса четыре тороидальных рабочих объема, имеющих возможность пульсации при вращении выходных валов, осесимметрично соединенных с поршнями (патент РФ 2270343,кл. 01 3/00, 2006). Выполнение корпуса сферическим усложняет конструкцию устройства и требует значительных трудозатрат для его изготовления. Известен преобразователь энергии, содержащий корпус, систему для подвода в корпус газа под давлением,установленные в корпусе с возможностью радиального перемещения рабочие элементы и вал, связанный с рабочими элементами. Рабочие элементы выполнены в виде радиальных лопаток, прикрепленных к ротору. На валу установлен электрический генератор (патент РФ 2289023, кл. 01 1/344, 2006). Недостатком указанного устройства является необходимость постоянной подачи воздуха под давлением на рабочие элементы в виде радиальных лопаток. Это усложняет конструкцию, требует значительных энергозатрат для восполнения запасов рабочей среды и снижает КПД устройства. Задачей изобретения является разработка преобразователя энергии для преобразования пневматической энергии в механическую энергию вращения. 2 Технический результат упрощение конструкции, снижение энергозатрат и повышение КПД - достигается тем, что преобразователь энергии, содержащий корпус, систему для подвода в корпус газа под давлением, установленные в корпусе с возможностью радиального перемещения рабочие элементы и вал, связанный с рабочими элементами, согласно изобретению, снабжен тягами для соединения рабочих элементов с валом,направляющей для перемещения рабочих элементов, имеющей наклонные участки, и опорными катками, на которые установлены рабочие элементы. Рабочие элементы выполнены в виде брусков, с уплотняющим покрытием на боковых сторонах. Преобразователь снабжен пневмокамерой и насосом, связанным с валом, для создания избыточного давления в пневмокамере. Опорные катки выполнены в виде подшипников. Корпус разделен на секции, при этом в одной из секций расположены наклонные участки направляющей для перемещения рабочих элементов вверх, а другая секция содержит наклонные участки направляющей для перемещения рабочих элементов вниз. Давление в секции с наклонным участком направляющей для перемещения рабочих элементов вниз больше, чем давление в секции с наклонным участком направляющей для перемещения рабочих элементов вверх. Снабжение преобразователя энергии направляющими с наклонными участками для перемещения рабочих элементов позволяет осуществлять работу устройства при постоянном давлении в камере. Все известные преобразователи предусматривают периодическое создание давления в рабочем корпусе и последующее сообщение полости корпуса с атмосферой или постоянное воздействие потоком воздуха под давлением на рабочие элементы (в частности лопасти), что требует регулярного восполнения запасов рабочей среды,сопровождается значительными энергозатратами и снижает КПД. Для реализации работы предлагаемой силовой установки достаточно один раз создать избыточное давление в камере, а затем только поддерживать определенную его величину. Это значительно снижает энергозатраты и повышает КПД устройства. При этом упрощается конструкция преобразователя энергии. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез устройства на фиг. 2 - фрагмент корпуса с рабочим элементом, вид спереди на фиг. 3 -то же, вид сбоку на фиг. 4 схема перемещения рабочих элементов на фиг. 5 общий вид преобразователя. Преобразователь энергии содержит корпус 1,систему для подвода в корпус 1 газа под давлением через отверстия 2, установленные в корпусе 1 с возможностью радиального перемещения рабочие элементы 3 и вал 4, связанный с рабочими элементами 3 тягами 5. Направляющая 6 для перемещения рабочих элементов 3 имеет наклонные 19938 участки 7. Рабочие элементы 3 установлены на опорные катки 8. Рабочие элементы 3 выполнены в виде брусков, с уплотняющим покрытием 9 на боковых сторонах. Преобразователь энергии снабжен пневмокамерой 10 и насосом 11, связанным с валом 4, для создания избыточного давления в пневмокамере 10. Опорные катки 8 выполнены в виде подшипников, прикрепленных к нижним торцевым сторонам рабочих элементов 3, верхние торцевые стороны 12 рабочих элементов обращены к верхней части корпуса 1. Корпус 1 разделен на секции (не показаны), при этом в одной из секций расположены наклонные участки 7 направляющей 6 для перемещения рабочих элементов 3 вверх, а другая секция содержит наклонные участки 7 направляющей 6 для перемещения рабочих элементов 3 вниз. Давление в секции с наклонным участком 7 направляющей для перемещения рабочих элементов 3 вниз больше, чем давление в секции с наклонным участком направляющей для перемещения рабочих элементов вверх. Преобразователь энергии работает следующим образом. В корпусе 1 создают избыточное давление,например, 50 ГПа, нагнетая воздух с помощью системы для подвода газа через отверстия 2 в корпусе. Воздух нагнетают от компрессора (не показан) или от пневмокамеры 10. Под действием избыточного давления на верхние торцевые стороны 12 рабочих элементов 3, они выталкиваются из корпуса 1 и скатываются на опорных катках 8 по наклонному участку 7 направляющей 6 и передавая усилие на соседние рабочие элементы, перемещая их. По другому наклонному участку (не показан) рабочие элементы 3 на опорных катках 8 поднимаются вверх под по инерции. Таким образом происходит поочередное перемещение вниз по наклонному участку 7 одних элементов 3, передача от них энергии другим элементам 3 для создания момента инерции, под действием которого происходит перемещение других элементов вверх по второму наклонному участку. Рабочие элементы 3 совершают действие, аналогичное работе махового колеса. Прикрепленные к элементам 3 тяги 5 перемещаются вместе с ними и приводят во вращение вал 4, от которого производят отбор мощности для электрического генератора (не показан),передают крутящий момент на трансмиссию (не показана) или используют для других целей. Рабочие элементы 3 выполняют в виде брусков с уплотняющим покрытием 9 на боковых сторонах для того, чтобы не происходило разгерметизации корпуса. Для поддержания постоянного давления в корпусе 1 служат пневмокамеры 10, куда нагнетается воздух от насоса 11 небольшой мощности. Для привода насоса 11 отбирают незначительную часть энергии от вала 4. При разделении корпуса 1 на секции (не показаны), располагают наклонный участок 7 направляющей 6 для перемещения рабочих элементов 3 вверх в одной секции, а наклонный участок 7 для перемещения рабочих элементов 3 вниз в другой секции. В этом случае устанавливают разное давление в секциях. В секции с наклонным участком 7 направляющей для перемещения рабочих элементов 3 вниз давление больше, чем в секции с наклонным участком направляющей для перемещения рабочих элементов вверх. За счет перепада давлений в секциях требуется меньшее усилие для подъема рабочих элементов 3 по наклонному участку и дополнительно снижаются энерогазатраты. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Преобразователь энергии, содержащий корпус,систему для подвода в корпус газа под давлением,установленные в корпусе с возможностью радиального перемещения рабочие элементы и вал,связанный с рабочими элементами, отличающийся тем, что он снабжен тягами для соединения рабочих элементов с валом, направляющей для перемещения рабочих элементов, имеющей наклонные участки, и опорными катками, на которые установлены рабочие элементы. 2. Преобразователь энергии по п.1,отличающийся тем, что рабочие элементы выполнены в виде брусков, с уплотняющим покрытием на боковых сторонах. 3. Преобразователь энергии по п.п.1 или 2,отличающийся тем, что снабжен пневмокамерой и насосом, связанным с валом, для создания избыточного давления в пневмокамере. 4. Преобразователь энергии по п.п.1, 2 или 3,отличающийся тем, что опорные катки выполнены в виде подшипников. 5. Преобразователь энергии по п.п.1, 2, 3 или 4,отличающийся тем, что корпус разделен на секции,при этом в одной из секций расположены наклонные участки направляющей для перемещения рабочих элементов вверх, а другая секция содержит наклонные участки направляющей для перемещения рабочих элементов вниз. 6. Преобразователь по п.5, отличающийся тем,что давление в секции с наклонным участком направляющей для перемещения рабочих элементов вниз больше, чем давление в секции с наклонным участком направляющей для перемещения рабочих элементов вверх.