BG3478U1 - Balanced energy saving mechanism and rotary machine - Google Patents
Balanced energy saving mechanism and rotary machine Download PDFInfo
- Publication number
- BG3478U1 BG3478U1 BG4558U BG455819U BG3478U1 BG 3478 U1 BG3478 U1 BG 3478U1 BG 4558 U BG4558 U BG 4558U BG 455819 U BG455819 U BG 455819U BG 3478 U1 BG3478 U1 BG 3478U1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- shaft
- gears
- pendulum
- eccentric elements
- portal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Настоящият полезен модел се отнася до балансиран механизъм за пестене (икономия) на енергия, използваем във всяко подходящо приложение и по-конкретно в ротационни (въртящи се) машини.This utility model refers to a balanced energy saving mechanism usable in any suitable application and in particular in rotary machines.
Полезният модел е свързан също така и с ротационна машина, например мотор, генератор или смесител/миксер, включваща поне един такъв механизъм. Този полезен модел се отнася по-специално до мотор, в който са включени няколко механизма.The utility model is also connected to a rotary machine, for example a motor, a generator or a mixer including at least one such mechanism. This utility model relates in particular to a motor in which several mechanisms are included.
В областта на механиката съществуват множество механизми за предаване на движение (виж например ЕР 2 781 790 А1), като например епициклични предавки или колянови валове, пригодени за вграждане в ротационни машини. Въпреки това, производителностите, постигнати с известните механизми не са напълно удовлетворителни.In the field of mechanics, there are a number of motion transmission mechanisms (see, for example, EP 2 781 790 A1), such as epicyclic gears or crankshafts adapted for installation in rotary machines. However, the performance achieved with the known mechanisms is not entirely satisfactory.
Целта на настоящия полезен модел е да предложи механизъм, позволяващ икономисването на енергия и подобряването на производителността (коефициента на полезно действие) на една ротационна машина.The purpose of this utility model is to offer a mechanism to save energy and improve the productivity (efficiency) of a rotary machine.
За тази цел, предмет на настоящия полезен модел е механизъм, съставен от: носеща конструкция/ опора и портал; махало, окачено на този портал и лостове за окачване, шарнирно свързани с портала и махалото; едно първо зъбно колело, което може да се върти по отношение на носещата конструкция около една първа ос; второ зъбно колело, монтирано с възможност за въртене по отношение на носещата конструкция около една втора ос; първи ексцентричен елемент, който се върти заедно с първото зъбно колело около първата ос и който създава първи момент на сила на тежестта; втори ексцентричен елемент, който се върти заедно с второто зъбно колело около втората ос и който създава втори момент на сила на тежестта; и един свързващ лост, снабден с въртяща се главина, монтирана като позволяваща завъртане връзка (т.е. - шарнирно) върху един първи вал и една ексцентрична главина, монтирана върху втори вал, също като шарнирна връзка, позволяваща ексцентрично завъртане.For this purpose, the subject of this utility model is a mechanism consisting of: supporting structure / support and portal; a pendulum suspended on this portal and suspension levers hinged to the portal and the pendulum; a first gear that can rotate about the supporting structure about a first axle; a second gear mounted rotatably with respect to the supporting structure about a second axis; a first eccentric element which rotates together with the first gear about the first axis and which creates a first moment of gravity; a second eccentric member which rotates together with the second gear about a second axis and which generates a second moment of gravity; and a connecting lever provided with a rotating hub mounted as a rotatable connection (i.e., a hinge) on a first shaft and an eccentric hub mounted on a second shaft, also as a hinge connection allowing an eccentric rotation.
Съгласно настоящия полезен модел осите са успоредни една на друга в една хоризонтална или вертикална базова (отправна) равнина. Махалото носи осите на зъбните колела и на ексцентричните елементи. Лостовете за окачване са наклонени под ъгъл в интервала между 45 и 80 градуса по отношение на една вертикална равнина. За свързващия лост първият вал е или вал, който носи едното от зъбните колела, или вал, фиксиран върху портала, докато вторият вал е другият вал измежду тези, които носят зъбните колела и валът, фиксиран върху портала. Зъбните колела се зацепват едно с друго с предавателно съотношение едно към едно и се въртят в противоположни посоки.According to the present utility model, the axes are parallel to each other in a horizontal or vertical reference plane. The pendulum carries the axles of the gears and the eccentric elements. The suspension levers are inclined at an angle between 45 and 80 degrees to a vertical plane. For the connecting lever, the first shaft is either a shaft that carries one of the gears or a shaft fixed on the portal, while the second shaft is the other shaft between those that carry the gears and the shaft fixed on the portal. The gears engage each other with a gear ratio to each other and rotate in opposite directions.
Когато механизмът е активен (в действие), ексцентричните елементи се движат по елиптична траектория, докато махалото изпълнява осцилиращо движение нагоре-надолу, което има вертикална и хоризонтална компонента. Моментите на силата на тежестта, създавани от ексцентричните елементи, са с еднаква стойност и еднакво насочени, променяйки се в зависимост от ъгловото положение на въпросните ексцентрични елементи около осите. За всяко ъглово положение на зъбните колела и на ексцентричните елементи около осите механизмът има равновесно положение в покой.When the mechanism is active (in action), the eccentric elements move in an elliptical trajectory, while the pendulum performs an oscillating movement up and down, which has a vertical and horizontal component. The moments of gravity created by the eccentric elements are of equal value and equally directed, varying depending on the angular position of the eccentric elements in question about the axes. For each angular position of the gears and the eccentric elements around the axles, the mechanism has an equilibrium position at rest.
По този начин полезният модел позволява генерирането на енергия, благодарение на центробежните сили, възникващи в резултат от движенията на ексцентричните елементи и на силите на избутване (тласкане) или изтегляне (теглене, дърпане), породени от движението на махалото.In this way, the utility model allows the generation of energy, thanks to the centrifugal forces arising from the movements of the eccentric elements and the forces of pushing (pulling) or pulling (pulling), caused by the movement of the pendulum.
Балансирането (уравновесяването) на ексцентричните елементи и на центробежните сили, породени от тях, позволява да се намали енергията, необходима за привеждането на зъбните колела и на ексцентричните елементи във въртеливо движение. Колкото по-големи са центробежните сили, толкова повече се улеснява това въртеливо движение.Balancing (balancing) the eccentric elements and the centrifugal forces generated by them allows to reduce the energy required to bring the gears and eccentric elements into rotational motion. The greater the centrifugal forces, the easier this rotational motion is facilitated.
Наклонът на лостовете за окачване позволява да се променя центърът на тежестта на механизма в сравнение с лостове, които биха били разположени вертикално в равновесно състояние. Енергията на тласкане или теглене на махалото е много по-голяма от началната сила за привеждане във въртеливо движение на ексцентричните елементи. След като механизмът е веднъж задвижен, генерираната центробежна енергия от ексцентричните елементи е много по-голяма от енергията на тласкане или теглене на махалото.The inclination of the suspension levers allows to change the center of gravity of the mechanism in comparison with levers that would be located vertically in equilibrium. The energy of pushing or pulling the pendulum is much greater than the initial force for rotating the eccentric elements. Once the mechanism is driven, the centrifugal energy generated by the eccentric elements is much greater than the energy of pushing or pulling the pendulum.
5772 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 03.1/16.03.20205772 Descriptions to utility registration certificates № 03.1 / 16.03.2020
В съответствие е други изгодни характеристики на механизма съгласно настоящия полезен модел, взети изолирано една от друга или комбинирани:In accordance with other advantageous features of the mechanism according to the present utility model, taken in isolation from each other or in combination:
- ексцентричните елементи имат еднаква маса и еднакви размери;- the eccentric elements have the same mass and the same dimensions;
- зъбните колела включват едно първо колело, което има един зъб по-дълъг от останалите зъби и едно второ колело, между два съседни зъба на което е оформен жлеб, при което споменатият по-дълъг зъб и този жлеб съвпадат в процеса на зацапването на зъбните колела при въртенето им и така се осигурява центроването на ексцентричните елементи;- gears include a first wheel having one tooth longer than the other teeth and a second wheel having a groove formed between two adjacent teeth, said longer tooth and this groove coinciding in the process of tooth staining. wheels when rotating and thus ensures the centering of the eccentric elements;
- механизмът включва предавателен вал, е ос, която е подравнена е горните точки на свързване (ставите) на лостовете за окачване;- the mechanism includes a transmission shaft, is an axis that is aligned with the upper connection points (joints) of the suspension levers;
- дефинира се едно първо разстояние между отдалечения край на всеки ексцентричен елемент и съответната му ос на въртене. Дефинира се и второ разстояние, равно на разстоянието между осите на лостовете за окачване. Първото разстояние е по-малко от второто, като по този начин ексцентричните елементи преминават под споменатия предавателен вал;- a first distance between the distal end of each eccentric element and its corresponding axis of rotation is defined. A second distance equal to the distance between the axes of the suspension levers is also defined. The first distance is less than the second, thus the eccentric elements pass under said transmission shaft;
- механизмът е съоръжен със средства за привеждане в движение (стартиране), включващи например верига или ангренажна (предавателна) система, проектирани да могат да приведат във въртеливо движение зъбните колела;- the mechanism is equipped with means for driving (starting), including for example a chain or a gear system (transmission), designed to be able to drive the gears in rotational motion;
- средствата за стартиране включват мотор;- the starting means include a motor;
- средствата за стартиране включват манивела;- the means of starting include the crank;
- механизмът не разполага със специализирани средства за привеждане в движение на механизма или механизмите. В този случай привеждането в движение може да се извърши чрез едно просто бутване/тласкане на махалото или махалата или на някой от ексцентричните елементи;- the mechanism does not have specialized means for setting the mechanism or mechanisms in motion. In this case, the actuation can be performed by simply pushing / pushing the pendulum or pendulum or one of the eccentric elements;
- механизмът включва средства за оползотворяване на енергията при работата му, например под формата на електрогенератор или на мотор-генератор;- the mechanism includes means for energy utilization during its operation, for example in the form of an electric generator or a motor-generator;
- когато въпросните средства за оползотворяване на енергията представляват генератор, машината е снабдена за предпочитане е отделни средства за стартиране на механизма, които включват мотор или манивела. Това позволява да се преодолее съпротивлението при стартиране, свързано е наличието на генератора;- where the energy recovery means in question are a generator, the machine is preferably provided with separate means for starting the mechanism, which include a motor or a crank. This allows to overcome the resistance at start-up, the presence of the generator is connected;
- за фиксирането на свързващия лост, първият вал носи едно от зъбните колела, докато вторият вал е неподвижно закрепен върху портала;- to fix the connecting lever, the first shaft carries one of the gears, while the second shaft is fixed on the portal;
- за фиксирането на свързващия лост, първият вал е неподвижно закрепен върху портала, докато вторият вал носи едно от зъбните колела;- to fix the connecting lever, the first shaft is fixed on the portal, while the second shaft carries one of the gears;
- осите на зъбните колела са хоризонтални;- the axes of the gears are horizontal;
- базовата (отправната) равнина е хоризонтална;- the base (reference) plane is horizontal;
- базовата (отправната) равнина е вертикална.- the reference plane is vertical.
Освен това този полезен модел се отнася до ротационна (въртяща се) машина, съдържаща най-малко един механизъм като споменатия по-горе.In addition, this utility model relates to a rotary machine rotating in at least one mechanism such as that mentioned above.
За предпочитане, ротационната машина е машина за производство или преобразуване на енергия, която има подобрена производителност. Изгодно, тази машина не съдържа колянов вал.Preferably, the rotary machine is a power generation or conversion machine that has improved productivity. Advantageously, this machine does not contain a crankshaft.
Избирайки само няколко неограничаващи примера, въпросната ротационна машина може да бъде мотор, електрически генератор, смесител/миксер, центрофуга, компресор, помпа или турбина.Selecting only a few non-limiting examples, the rotary machine in question may be a motor, an electric generator, a mixer, a centrifuge, a compressor, a pump or a turbine.
Когато машината е мотор - двигател е вътрешно горене, ексцентричните елементи, е които е съоръжен механизмът от полезния модел, се срещат в две положения на максимално отклонение от центъра, всяко от които съответства на изгарянето на газове в двигателя.When the machine is a motor - the engine is internal combustion, the eccentric elements, which is equipped with the mechanism of the utility model, occur in two positions of maximum deviation from the center, each of which corresponds to the combustion of gases in the engine.
Според един предпочитан вариант на реализация, машината включва най-малко една двойка механизми, разположени един след друг и синхронизирани помежду си. Механизмите са подредени в линия и се движат е противоположни фази.According to a preferred embodiment, the machine includes at least one pair of mechanisms arranged one after the other and synchronized with each other. The mechanisms are arranged in a line and move in opposite phases.
Всеки механизъм разполага със свой собствен предавателен вал, чиято ос е подравнена е горните точки на окачване (горните стави) на лостовете за окачване.Each mechanism has its own transmission shaft, the axis of which is aligned with the upper suspension points (upper joints) of the suspension levers.
Според друг благоприятен вариант на изпълнение машината включва няколко такива двойки механизми, разположени един след друг и синхронизирани помежду си в рамките на всяка една двойка.According to another advantageous embodiment, the machine includes several such pairs of mechanisms arranged one after the other and synchronized with each other within each pair.
5773 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 03.1/16.03.20205773 Descriptions to utility registration certificates № 03.1 / 16.03.2020
Самите двойки са разположени успоредно една на друга и са синхронизирани помежду си.The pairs themselves are arranged parallel to each other and are synchronized with each other.
Машината има два предавателни вала, всеки от които е свързан с различни механизми, разположени успоредно в редица.The machine has two transmission shafts, each of which is connected to different mechanisms arranged in parallel in a row.
За предпочитане, машината е снабдена с един единствен вал за оползотворяване на енергията.Preferably, the machine is equipped with a single shaft for energy recovery.
Според друг изгоден вариант на изпълнение машината представлява двутактов мотор, включващ два механизма. Двата първи ексцентрични елемента са така разположени, че взаимното им ъглово отместване е равно на половин оборот, като другите два ексцентрични елемента също са разположени е ъглово отместване, равно на половин оборот.According to another advantageous embodiment, the machine is a two-stroke motor comprising two mechanisms. The first two eccentric elements are arranged so that their mutual angular displacement is equal to half a revolution, and the other two eccentric elements are also arranged is an angular displacement equal to half a revolution.
В друг благоприятен вариант на изпълнение машината с четиритактов двигател, включващ четири механизма. Четирите първи ексцентрични елемента са разположени с ъглово отместване равно на четвърт оборот един спрямо друг, като вторите четири ексцентрични елемента също са разположени с ъглово отместване, равно на четвърт оборот.In another advantageous embodiment, the machine has a four-stroke engine comprising four mechanisms. The first four eccentric elements are arranged with an angular displacement equal to a quarter turn relative to each other, and the second four eccentric elements are also arranged with an angular displacement equal to a quarter turn.
За предпочитане, когато машината обхваща няколко механизма с махало, порталът е общ за всички махала. Казано с други думи, всички махала са окачени на един и същи портал.Preferably, when the machine comprises several pendulum mechanisms, the portal is common to all pendulums. In other words, all the neighborhoods are hung on the same portal.
Идеята на полезния модел ще бъде разбрана по-ясно при прочитане на следващото по-нататък описание, дадено единствено в качеството на неограничаващ пример и направено с позоваване на приложените чертежи, на които:The idea of the utility model will be understood more clearly by reading the following description, given only as a non-limiting example and made with reference to the accompanying drawings, in which:
фигура 1 е изглед отстрани на механизъм, съответстващ на един първи начин на изпълнение на полезния модел и включващ носеща конструкция с махало, две зъбни колела, два ексцентрични елемента и свързващ лост;Figure 1 is a side view of a mechanism corresponding to a first embodiment of the utility model and comprising a pendulum support structure, two gears, two eccentric elements and a connecting lever;
фигура 2 е частичен подробен изглед отгоре, в по-голям мащаб, на махалото, с което е снабден механизмът от фигура 1;Figure 2 is a partial detailed top view, on a larger scale, of the pendulum with which the mechanism of Figure 1 is provided;
фигура 3 представя частичен подробен изглед на зацепването между двете зъбни колела на механизма;Figure 3 shows a partial detailed view of the engagement between the two gears of the mechanism;
на фигура 4 се вижда свързващият лост в машината от фигури 1 и 2, гледан отстрани;Figure 4 shows the connecting lever in the machine of Figures 1 and 2, seen from the side;
фигури от 5 до 12 са схематично представяне на механизма от фигури 1 и 2, илюстриращо движенията на зъбните колела и на ексцентричните елементи;Figures 5 to 12 are a schematic representation of the mechanism of Figures 1 and 2, illustrating the movements of the gears and the eccentric elements;
фигури от 13 до 16 са схематично представяне, аналогично на това от фигури 5 до 8, за един механизъм съгласно един втори вариант на реализация на настоящия полезен модел;Figures 13 to 16 are a schematic representation, analogous to Figures 5 to 8, of a mechanism according to a second embodiment of the present utility model;
на фигура 17 се вижда, гледан отгоре, един вариант на куплиране на свързващия лост с механизма;Figure 17 shows, seen from above, a variant of coupling the connecting lever with the mechanism;
фигура 18 е изглед, аналогичен на изгледа от фигура 2, за механизъм съгласно трети начин на реализация на полезния модел;Figure 18 is a view analogous to the view of Figure 2 for a mechanism according to a third embodiment of the utility model;
изгледът на фигура 19 е аналогичен на този от фигура 1 и показва пример на машина съгласно полезния модел, включваща два последователно свързани механизма;the view of Figure 19 is analogous to that of Figure 1 and shows an example of a machine according to the utility model comprising two mechanisms connected in series;
фигура 20 показва машината от фигура 1, гледана отгоре;Figure 20 shows the machine of Figure 1, seen from above;
изгледът, представен на фигура 21 е аналогичен на фигура 18 и показва втори пример на машина съгласно настоящия полезен модел;the view shown in Figure 21 is analogous to Figure 18 and shows a second example of a machine according to the present utility model;
фигура 22 е аналогична на фигура 19 и показва трети пример на машина съгласно настоящия полезен модел;Figure 22 is analogous to Figure 19 and shows a third example of a machine according to the present utility model;
на фигура 23 е показан изглед на машина съгласно полезния модел, аналогичен на изгледа от фигура 18, според четвърти пример на реализация;Figure 23 shows a view of a machine according to a utility model analogous to the view of Figure 18, according to a fourth embodiment;
на фигура 24 се вижда изглед, аналогично на фигура 19, който показва пети начин на изпълнение на машина съгласно полезния модел, снабдена с две паралелни двойки от последователно свързани механизми.Figure 24 shows a view analogous to Figure 19, which shows a fifth embodiment of a utility model machine provided with two parallel pairs of series-connected mechanisms.
На фигури от 1 до 12 е представен уравновесен/балансиран механизъм 1 за икономия на енергия, съгласно един първи примерен вариант на реализация на полезния модел.Figures 1 to 12 show a balanced energy saving mechanism 1 according to a first exemplary embodiment of the utility model.
Механизмът 1 включва носеща конструкция 2, първи комплект 10, изпълняващ въртеливо движение (R1) около първа ос (А1), втори комплект 20, изпълняващ въртеливо движение (R2) около втора ос (А2), устройство 40 за стартиране на механизма 1, носещ вал 53 и свързващ лост 60. Осите (А1) и (А2) са успоредни една на друга, хоризонтални и са разположени в една базова (отправна) равнина (Р0), коятоThe mechanism 1 includes a support structure 2, a first set 10 rotating (R1) about a first axis (A1), a second set 20 rotating (R2) about a second axis (A2), a device 40 for starting the mechanism 1 bearing shaft 53 and connecting lever 60. The axes (A1) and (A2) are parallel to each other, horizontal and are located in one base (reference) plane (P0), which
5774 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 03.1/16.03.2020 е хоризонтална. Двата комплекта 10 и 20 се въртят в противоположни посоки.5774 Descriptions to utility registration certificates № 03.1 / 16.03.2020 is horizontal. The two sets 10 and 20 rotate in opposite directions.
Носещата конструкция 2 включва неподвижен портал 3 и подвижно махало 4, което е разположено хоризонтално и е окачено на портала 3 е четири лоста 5. Всеки лост 5, използван за окачването, е подвижно свързан както е портала 3, така и е махалото 4 чрез връзки, представляващи центрове на оси на въртене, успоредни на осите (А1) и (А2). Махалото 4 е подвижно и може да се премества по кръг спрямо портала 3, по ограничена траектория нагоре и надолу. Свързващите лостове 5 са шарнирно свързани е махалото 4 в ъглите му. Лостовете 5 са наклонени под ъгъл 45 градуса по отношение на една вертикална равнина.The supporting structure 2 includes a fixed portal 3 and a movable pendulum 4, which is located horizontally and is suspended on the portal 3 by four levers 5. Each lever 5 used for the suspension is movably connected to both the portal 3 and the pendulum 4 by connections representing centers of axes of rotation parallel to axes (A1) and (A2). The pendulum 4 is movable and can be moved in a circle relative to the portal 3, on a limited trajectory up and down. The connecting levers 5 are hinged to the pendulum 4 in its corners. The levers 5 are inclined at an angle of 45 degrees with respect to a vertical plane.
Порталът 3 е съставен от два вертикални крака 6 и носеща горна хоризонтална греда 7. Споменатите лостове 5 са шарнирно свързани е горната греда 7. Като алтернативно решение, порталът може да има две горни носещи греди 7. В допълнение на това, порталът 3 може да включва и една или няколко долни хоризонтални носещи греди.The portal 3 consists of two vertical legs 6 and a supporting upper horizontal beam 7. Said levers 5 are hinged to the upper beam 7. As an alternative solution, the portal may have two upper supporting beams 7. In addition, the portal 3 can also includes one or more lower horizontal supporting beams.
Махалото 4 е съставено от три надлъжно разположени плочи 8 и напречни греди 9, фиксирани в краищата на надлъжните плочи 8. Лостовете 5 са шарнирно свързани е външните плочи 8. Плочите 8 на махалото 4 носят комплектите 10 и 20. По-конкретно, комплектът 10 се подържа от междинната плоча 8 и от предната плоча 8 посредством лагерите 25. Осите (А1) и (А2) са неподвижни по отношение на махалото 4.The pendulum 4 consists of three longitudinally arranged plates 8 and crossbeams 9 fixed at the ends of the longitudinal plates 8. The levers 5 are hinged to the outer plates 8. The plates 8 of the pendulum 4 carry the sets 10 and 20. In particular, the set 10 is supported by the intermediate plate 8 and the front plate 8 by means of the bearings 25. The axes (A1) and (A2) are fixed with respect to the pendulum 4.
Комплектът 10 обхваща един вал 11, едно зъбно колело 12 със зъбци 13, един цилиндър 14 и лагери 15. Валът 11, зъбното колело 12 и лагерите 15 са центрирани по оста (А1), докато цилиндърът изпълнява функцията на ексцентричен елемент е център на тежестта (G1), разположен ексцентрично на разстояние (dl) от оста (А1). Колелото 12 и цилиндърът 14 са монтирани върху вала 11, който се носи от лагерите 15, фиксирани в плочите 8 на махалото 4. Зъбното колело 12 е подвижно, е възможност за въртене (R1) по отношение на махалото 4 около оста (А1).The set 10 comprises a shaft 11, a gear 12 with teeth 13, a cylinder 14 and bearings 15. The shaft 11, the gear 12 and the bearings 15 are centered on the axis (A1), while the cylinder acts as an eccentric element and is the center of gravity. (G1) located eccentrically at a distance (dl) from the axis (A1). The wheel 12 and the cylinder 14 are mounted on the shaft 11, which is carried by the bearings 15 fixed in the plates 8 of the pendulum 4. The gear 12 is movable, it is possible to rotate (R1) relative to the pendulum 4 around the axis (A1).
Цилиндърът 14 се върти (R1) заедно със зъбното колело 12 и създава момент (Ml) на силата на тежестта (Р1) около оста (А1). Силата на тежестта (Р1) е по същество е постоянна стойност (константа). За разлика от това, стойността и посоката (по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка) на момента (Ml) се променят във функция от ъгловото положение на цилиндъра 14 около оста (А1).The cylinder 14 rotates (R1) together with the gear 12 and creates a moment (M1) of gravity (P1) around the axis (A1). Gravity (P1) is essentially a constant value (constant). In contrast, the value and the direction (clockwise and counterclockwise) of the moment (M1) change as a function of the angular position of the cylinder 14 about the axis (A1).
Комплектът 20 обхваща един вал 21, едно зъбно колело 22 със зъбци 23, един цилиндър 24 и лагери 25. Валът 21, зъбното колело 22 и лагерите 25 са центрирани по оста (А2), като цилиндърът действа като ексцентричен елемент е център на тежестта (G2), разположен ексцентрично на разстояние (d2) от оста (А2). Колелото 22 и цилиндърът 24 са монтирани върху вала 21, а този вал се носи от лагерите 25, фиксирани в плочите 8 на махалото 4. Зъбното колело 22 е подвижно, е възможност за въртене (R2) по отношение на махалото 4 около оста (А2).The kit 20 comprises a shaft 21, a gear 22 with teeth 23, a cylinder 24 and bearings 25. The shaft 21, the gear 22 and the bearings 25 are centered on the axis (A2), the cylinder acting as an eccentric element being the center of gravity ( G2) located eccentrically at a distance (d2) from the axis (A2). The wheel 22 and the cylinder 24 are mounted on the shaft 21, and this shaft is carried by the bearings 25 fixed in the plates 8 of the pendulum 4. The gear 22 is movable, it is possible to rotate (R2) relative to the pendulum 4 around the axis (A2) ).
Цилиндърът 24 се върти (R2) заедно със зъбното колело 22 и създава момент (M2) на силата на тежестта (Р2) около оста (А2). Силата на тежестта (Р2) е по същество константа. За разлика от нея, стойността и посоката (по часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка) на момента (M2) се променят във функция от ъгловото положение на цилиндъра 24 около оста (А2).The cylinder 24 rotates (R2) together with the gear 22 and creates a moment (M2) of gravity (P2) around the axis (A2). Gravity (P2) is essentially a constant. In contrast, the value and direction (clockwise and counterclockwise) of the moment (M2) change as a function of the angular position of the cylinder 24 about the axis (A2).
Зъбните колела 12 и 22 се зацепват едно е друго, като предавателното им отношение е равно на единица. Двете зъбни колела 12 и 22 са е еднакви размери и имат еднакъв брой зъбци 13 и 23. Колелата 12 и 22 са подвижни, като могат да се въртят (R1) и (R2) в противоположни посоки. Иначе казано, двете колела 12 и 22 се въртят едно срещу друго.The gears 12 and 22 engage each other and their gear ratio is equal to one. The two gears 12 and 22 are the same size and have the same number of teeth 13 and 23. The wheels 12 and 22 are movable and can rotate (R1) and (R2) in opposite directions. In other words, the two wheels 12 and 22 rotate against each other.
Както се вижда от фигура 3, зъбното колело 12 има един зъб 13 а, който е по-дълъг от останалите зъбци 13, докато зъбното колело 22 има от своя страна жлеб 23а, оформен между два зъба 23. Зъбът 13а и жлебът 23а, предвидени за позициониране (центроване) на зъбните колела, може да имат и други форми, без при това да се излиза от обхвата на полезния модел.As can be seen from Figure 3, the gear 12 has a tooth 13a which is longer than the other teeth 13, while the gear 22 in turn has a groove 23a formed between two teeth 23. The tooth 13a and the groove 23a provided for positioning (centering) of the gears, may have other shapes without departing from the scope of the utility model.
На практика, зъбът 13а и жлебът 23а съвпадат при зацепването на зъбните колела 12 и 22, което позволява съгласуването на цилиндрите 14 и 24 и следователно - точното балансиране на механизма 1.In practice, the tooth 13a and the groove 23a coincide in the engagement of the gears 12 and 22, which allows the alignment of the cylinders 14 and 24 and therefore the exact balancing of the mechanism 1.
Например, зъбните колела 12 и 22 и цилиндрите 14 и 24 могат да бъдат снабдени е отвори за фиксиране, разположени един срещу друг, които не са показани на различните фигури от съображения заFor example, gears 12 and 22 and cylinders 14 and 24 may be provided with fixing holes located opposite each other, which are not shown in the various figures for reasons of
5ΊΊ5 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 03.1/16.03.2020 опростяване на графичното представяне. Така че, зъбът 13а и жлебът 23а улесняват взаимното съгласуване/подравняване на споменатите отвори за фиксиране.5ΊΊ5 Descriptions to utility registration certificates № 03.1 / 16.03.2020 simplification of the graphic presentation. Thus, the tooth 13a and the groove 23a facilitate the mutual alignment / alignment of said fixing holes.
В контекста на настоящия полезен модел цилиндрите 14 и 24 са позиционирани с голяма точност един спрямо друг и спрямо зъбните колела 12 и 22, така че моментите (Ml) и (M2) са винаги с еднаква големина и с еднаква ориентация (по или обратно на часовниковата стрелка), при каквито и да било ъглови положения на цилиндрите 14 и 24 около осите (А1) и (А2).In the context of the present utility model, the cylinders 14 and 24 are positioned with great accuracy relative to each other and to the gears 12 and 22, so that the moments (M1) and (M2) are always the same size and with the same orientation. clockwise), at any angular positions of the cylinders 14 and 24 about the axes (A1) and (A2).
Масата и размерите на цилиндрите 14 и 24 са точно определени, тъй като те оказват влияние на мястото на центровете на тежестта (G1) и (G2), а следователно и на стойностите на моментите (Ml) и (M2). Масата на всеки цилиндър 14 и 24 е пропорционална на неговите размери при константна обемна маса. За предпочитане цилиндрите 14 и 24 имат еднаква маса и еднакви размери. Алтернативно, цилиндрите 14 и 24 може да бъдат с различна маса и с различни размери, при условие, че моментите им (Ml) и (M2) са с еднаква стойност и еднаква ориентация (по или обратно на часовниковата стрелка), каквито и да са ъгловите им положения.The mass and dimensions of the cylinders 14 and 24 are precisely determined, as they affect the location of the centers of gravity (G1) and (G2), and therefore the values of the moments (M1) and (M2). The mass of each cylinder 14 and 24 is proportional to its dimensions at a constant volume mass. Preferably, the cylinders 14 and 24 have the same mass and the same dimensions. Alternatively, cylinders 14 and 24 may be of different masses and sizes, provided that their moments (M1) and (M2) have the same value and the same orientation (clockwise or counterclockwise), whatever their angular positions.
Приспособлението 40 за стартиране на механизма 1 е проектирано да даде началния тласък на завъртането (R1) и (R2) на комплектите 10 и 20, излизайки от равновесното състояние на механизма 1. Приспособлението 40 може да бъде с произволна конфигурация, подходяща за предвиденото приложение.The device 40 for starting the mechanism 1 is designed to give the initial boost of rotation (R1) and (R2) of the sets 10 and 20, starting from the equilibrium state of the mechanism 1. The device 40 can be of any configuration suitable for the intended application.
Съгласно примера от фигури 1 и 2 приспособлението 40 включва мотор 41, ремък 42, предавателен вал 43, зъбно колело 44, една зъбна верига 45 и друго зъбно колело 46. Моторът 41 е разположен върху горната напречна греда 7 на портала 3. Валът 43 се поддържа в краищата му от портала 3 и може да се върти около една ос (АЗ), която е вертикално подравнена спрямо горните шарнири (точки на въртене) на лостовете 5. Оста (АЗ) е разположена хоризонтално, успоредно на осите (А1) и (А2). Ремъкът 42 свързва мотора 41 и вала 43. Колелото 44 е монтирано така, че се върти заедно с вала 43, докато колелото 46 се върти заедно с вала 21. Според един алтернативен вариант колелото 46 може да е монтирано така, че да се върти заедно с вала 11. Зъбната верига 45 свързва колелата 44 и 46, разстоянието между осите на които е равно на разстоянието между осите на лостовете 5. Според друго алтернативно решение, зъбните колела 44 и 46, както и веригата 45, може да бъдат заменени с карданна система или с каквато и да било друга система за предаване на движение, подходяща за описаното приложение. По този начин завъртането на мотора 41 позволява да бъдат приведени във въртене и комплектите 10 и 20.According to the example of Figures 1 and 2, the device 40 includes a motor 41, a belt 42, a transmission shaft 43, a gear 44, a sprocket 45 and another gear 46. The motor 41 is located on the upper transverse beam 7 of the portal 3. The shaft 43 is supports at its ends from the portal 3 and can rotate about an axis (AZ), which is vertically aligned with the upper hinges (points of rotation) of the levers 5. The axis (AZ) is located horizontally, parallel to the axes (A1) and (A2). The belt 42 connects the motor 41 and the shaft 43. The wheel 44 is mounted so that it rotates together with the shaft 43, while the wheel 46 rotates together with the shaft 21. Alternatively, the wheel 46 may be mounted so as to rotate together. with the shaft 11. The sprocket 45 connects the wheels 44 and 46, the distance between the axles of which is equal to the distance between the axes of the levers 5. According to another alternative solution, the gears 44 and 46, as well as the chain 45, can be replaced by a cardan a system or any other motion transmission system suitable for the application described. In this way, the rotation of the motor 41 allows the sets 10 and 20 to be rotated.
Както е показано специално на фигура 4, свързващият лост 60 включва едно централно тяло 61, свързващо двете главини 62 и 63, разположени в двата му края по дължината. Главината 62 е монтирана шарнирно върху един вал 53, неподвижно закрепен върху портала 3, на един от краката 6. Главината 63 е оформена ексцентрично и е монтирана шарнирно и ексцентрично върху вала 21. Алтернативно, според една друга конфигурация на механизма 1, главината 63 може да бъде монтирана шарнирно и ексцентрично върху вала 11.As shown in particular in Figure 4, the connecting lever 60 includes a central body 61 connecting the two hubs 62 and 63 located at both ends along its length. The hub 62 is hinged to a shaft 53 fixedly mounted on the portal 3 on one of the legs 6. The hub 63 is eccentrically shaped and hinged and eccentrically mounted on the shaft 21. Alternatively, according to another configuration of the mechanism 1, the hub 63 can to be hinged and eccentrically mounted on the shaft 11.
Всяка една - въртящата се главина 62 и ексцентричната главина 63, имат пръстеновидна част 64, в която е разположен лагер 65. Също като алтернатива, в гази пръстеновидна част 64 може да бъде поместен произволен тип лагер, подходящ за такова приложение. Всеки лагер 65 има външен пръстен 651, вътрешен пръстен 652 и редица от съчми 653.Each of the rotating hub 62 and the eccentric hub 63 have an annular portion 64 in which a bearing 65 is located. Alternatively, any type of bearing suitable for such an application may be housed in the gaseous annular portion 64. Each bearing 65 has an outer ring 651, an inner ring 652 and a row of balls 653.
Въртящата се главина 62 е снабдена с пръстеновидна втулка 66, която има входен отвор 67, приемащ вала 53. Втулката 66 е свързана с вала 53 и може да се движи въртеливо в лагера 64.The rotating hub 62 is provided with an annular sleeve 66 which has an inlet 67 receiving the shaft 53. The sleeve 66 is connected to the shaft 53 and can move rotatably in the bearing 64.
Ексцентричната главина 63 има ексцентрично разположена втулка 68, в която е направен ексцентричен отвор 69, в който отвор влиза валът 21. Втулката 68 е неподвижно свързана с вала 21 и може да се върти в лагера 64.The eccentric hub 63 has an eccentrically located sleeve 68 in which an eccentric hole 69 is made, into which a hole the shaft 21 enters. The sleeve 68 is fixedly connected to the shaft 21 and can rotate in the bearing 64.
Според друг възможен вариант на изпълнение, лостът 60 може да бъде оформен и по друг начин, без това да бъде извън обсега на полезния модел.According to another possible embodiment, the lever 60 can be shaped in another way without being outside the scope of the utility model.
Лостът 60 поема силите на избутване или на теглене, създадени от махалото 4 при работата на механизма 1. Освен това, лостът 60 придава твърдост на механизма 1 и позволява да се постигне значително намаляване на вибрациите.The lever 60 absorbs the pushing or pulling forces created by the pendulum 4 during the operation of the mechanism 1. In addition, the lever 60 imparts rigidity to the mechanism 1 and allows to achieve a significant reduction in vibration.
На практика, движението на механизма 1 позволява оползотворяването на енергията в мястото наIn practice, the movement of the mechanism 1 allows the utilization of energy in place of
5776 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 03.1/16.03.2020 вала 43, например като се свърже въпросният вал 43 е (електрически) генератор. Друга възможност е моторът 41 да може да бъде конфигуриран като мотор-генератор, проектиран да снабдява е енергия механизма 1 при стартирането му, а след това да оползотворява енергията, произведена от действието на механизма 1. По този начин валът 43 представлява вал за оползотворяването (възстановяването) на енергията.5776 Descriptions to utility registration certificates № 03.1 / 16.03.2020 shaft 43, for example by connecting the shaft 43 in question is an (electric) generator. Alternatively, the motor 41 can be configured as a generator motor designed to supply power to the mechanism 1 at start-up and then to utilize the energy produced by the operation of the mechanism 1. Thus, the shaft 43 is a recovery shaft ( recovery) of energy.
В един вариант на реализация, който не е показан, механизмът 1 може да не бъде съоръжен е приспособлението, включващо мотора 41 и ремъка 42, представляващи средства за стартирането му. В този случай стартирането на механизма 1 може да се осъществи просто като се бутне от едната му страна махалото 4, или ако се завърти някой от цилиндрите 14 или 24. Енергията, необходима за пускане в движение на механизма 1 е много малка. За предпочитане, механизмът 1 може все пак да съдържа елементите 43, 44, 45 и 46.In one embodiment not shown, the mechanism 1 may not be equipped with the device including the motor 41 and the belt 42, which are means for starting it. In this case, the start of the mechanism 1 can be done simply by pushing the pendulum 4 on one side, or if one of the cylinders 14 or 24 is rotated. The energy required to start the mechanism 1 is very small. Preferably, the mechanism 1 may still comprise the elements 43, 44, 45 and 46.
За да бъде възможно правилното действие на механизма 1, разстоянието между отдалечения край на всеки цилиндър 14 и 24 и неговата ос на въртене (А1) или (А2) е по-малко от разстоянието между центровете на шарнирните връзки на лостовете 5, така че цилиндрите 14 и 24 да могат да минават под предавателния вал 43.In order for the mechanism 1 to function correctly, the distance between the distal end of each cylinder 14 and 24 and its axis of rotation (A1) or (A2) is less than the distance between the hinge centers of the levers 5, so that the cylinders 14 and 24 can pass under the transmission shaft 43.
Фигури от 5 до 12 илюстрират действието на механизма 1 при изпълнението на един оборот. По-специално, на фигури 5 до 8 е представено изпълнението на половин оборот, по време на който цилиндрите 14 и 24 се движат от дясната страна на махалото 4, докато на фигури 9 до 12 е показан половин оборот, в който цилиндрите 14 и 24 се движат от лявата страна на махалото 4.Figures 5 to 12 illustrate the operation of the mechanism 1 when performing one revolution. In particular, Figures 5 to 8 show the embodiment of half a turn, during which the cylinders 14 and 24 move on the right side of the pendulum 4, while Figures 9 to 12 show a half turn in which the cylinders 14 and 24 move on the left side of the pendulum 4.
Фигура 5 показва цилиндъра 14, позициониран нагоре, а цилиндъра 24 - позициониран надолу. При това положение механизмът 1 се намира в равновесно състояние. Зъбните колела 12 и 22 са неподвижни. Моментите (Ml) и (M2) са равни на нула.Figure 5 shows the cylinder 14 positioned upwards and the cylinder 24 positioned downwards. In this position, the mechanism 1 is in equilibrium. The gears 12 and 22 are stationary. The moments (M1) and (M2) are equal to zero.
В това състояние приспособлението 40 позволява да се стартира движението на механизма 1 със зацепване на зъбните колела 12 и 22, така че и двата цилиндъра 14 и 24 ще се преместят надясно. Смяната на положението на цилиндъра 14 подпомага колелото 12 да се завърти в посока (R1), а това от своя страна позволява колелото 22 да се задвижи е посока на въртене (R2) и по този начин да се издигне цилиндърът 24.In this state, the device 40 allows the movement of the mechanism 1 to be started by engaging the gears 12 and 22, so that both cylinders 14 and 24 will move to the right. Changing the position of the cylinder 14 helps the wheel 12 to rotate in the direction (R1), which in turn allows the wheel 22 to move in the direction of rotation (R2) and thus to raise the cylinder 24.
Фигура 6 показва цилиндрите 14 и 24, когато всеки от тях е изпълнил една осма от пълното завъртане надясно. Фигура 7 показва тези цилиндри 14 и 24, когато всеки от тях е изпълнил една четвърт от пълното завъртане надясно. На фигура 8 цилиндрите 14 и 24 са показани след завъртането на всеки от тях на три четвърти от пълното завъртане надясно. Във всеки момент моментите на силите (Ml) и (M2) са е еднакви стойности и еднаква ориентация (спрямо хода на часовниковата стрелка). Под действието на цилиндрите 14 и 24 махалото 4 се задвижва надясно и нагоре. Тогава от страна на лоста 60 на вала се предава сила на бутане (тласкане).Figure 6 shows the cylinders 14 and 24 when each of them has performed one-eighth of the full turn to the right. Figure 7 shows these cylinders 14 and 24 when each of them has performed a quarter of the full rotation to the right. In Figure 8, the cylinders 14 and 24 are shown after rotating each of them three-quarters of the full turn to the right. At all times the moments of the forces (Ml) and (M2) are the same values and the same orientation (clockwise). Under the action of the cylinders 14 and 24 the pendulum 4 moves to the right and upwards. A pushing force is then transmitted from the lever side 60 to the shaft.
Фигура 9 показва цилиндрите 14 и 24, когато всеки от тях е изпълнил половин оборот по отношение на изходното им положение, показано на фигура 5. Цилиндърът 14 се намира отдолу, а цилиндърът 24 е издигнат отгоре. Моментите (Ml) и (M2) са равни на нула. Зъбните колела 12 и 22 се движат, така че и двата цилиндъра 1 и 24 ще се преместят надясно. Преместването на цилиндъра 24 подпомага завъртането на зъбното колело 22 в посока (R2), което пък помага на колелото 12 да се завърти в посока (R1) и така да издигне цилиндъра 14.Figure 9 shows the cylinders 14 and 24 when each of them has made half a turn with respect to their initial position shown in Figure 5. The cylinder 14 is located below and the cylinder 24 is raised from above. The moments (M1) and (M2) are equal to zero. The gears 12 and 22 move so that both cylinders 1 and 24 will move to the right. Moving the cylinder 24 helps to rotate the gear 22 in the direction (R2), which in turn helps the wheel 12 to rotate in the direction (R1) and thus raise the cylinder 14.
На фигура 10 се виждат двата цилиндъра 14 и 24, като всеки от тях вече е изпълнил една осма от пълното завъртане наляво. Фигура 11 показва цилиндрите 14 и 24, след като те са се завъртели четвърт оборот от лявата страна. Фигура 12 също показва цилиндрите 14 и 24, след завъртането им на три четвърти оборот от лявата страна. Във всеки един момент моментите на силите (Ml) и (M2) са е еднакви стойности и е еднаква ориентация (спрямо хода на часовниковата стрелка). Под действието на цилиндрите 14 и 24 махалото 4 се задвижва от лявата страна и надолу. В този случай от страна на лоста 60 на вала се предава сила на издърпване (теглене).Figure 10 shows the two cylinders 14 and 24, each of which has already completed one-eighth of the full left turn. Figure 11 shows the cylinders 14 and 24 after they have rotated a quarter turn on the left side. Figure 12 also shows the cylinders 14 and 24, after rotating them three-quarters of a turn to the left. At any given moment, the moments of the forces (Ml) and (M2) are the same values and are the same orientation (clockwise). Under the action of the cylinders 14 and 24 the pendulum 4 is driven from the left side and downwards. In this case, a pulling force is transmitted by the lever 60 to the shaft.
В хода на завъртането на комплектите 10 и 20 около осите (А1) и (А2) цилиндрите 14 и 24 се намират следователно ту от лявата страна, ту от дясната. На практика, завъртането (R1) и (R2) на цилиндрите 14 и 24 възбужда действието на центробежни сили в механизма 1. Махалото 4 се премества ту къмIn the course of rotating the sets 10 and 20 about the axes (A1) and (A2), the cylinders 14 and 24 are therefore located either on the left side or on the right. In practice, the rotation (R1) and (R2) of the cylinders 14 and 24 excites the action of centrifugal forces in the mechanism 1. The pendulum 4 moves here to
5777 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 03.1/16.03.2020 дясната страна и нагоре, ту към лявата страна и надолу, бидейки окачено на портала 3 посредством лостовете 5, наклонени под ъгъл от 45 градуса. Махалото 4 изпълнява осцилиационно движение нагоре и надолу, включващо вертикална и хоризонтална компоненти. Вследствие на това, цилиндрите 14 и 24 изпълняват движение по елиптична траектория, вместо кръгово движение.5777 Descriptions to utility registration certificates № 03.1 / 16.03.2020 right side and up, then to the left side and down, being suspended on the portal 3 by means of the levers 5 inclined at an angle of 45 degrees. The pendulum 4 performs an oscillating movement up and down, including vertical and horizontal components. As a result, the cylinders 14 and 24 perform an elliptical trajectory instead of a circular motion.
Механизмът 1 следва осцилиационно движение с два такта. Центробежните сили имат максимални стойности, когато траекториите на цилиндрите се пресичат, както е представено на фигури 7 и 11. Всеки такт съответства на завъртане на цилиндрите 14 и 24 на половин оборот (180 градуса), между положенията на максималното им отдалечаване от центъра.Mechanism 1 follows a two-stroke oscillating motion. The centrifugal forces have maximum values when the trajectories of the cylinders intersect, as shown in Figures 7 and 11. Each stroke corresponds to the rotation of the cylinders 14 and 24 at half a turn (180 degrees), between the positions of their maximum distance from the center.
Наклонът на лостовете 5 позволява да се променя центърът на тежестта на механизма 1, в сравнение с този, отговарящ на вертикално положение на лостовете 5 в равновесно състояние. Енергията на тласкане и теглене (бутане и дърпане) на махалото е много по-голяма от началната сила, необходима за завъртането на цилиндрите 14 и 24. След като започне движението на механизма 1, центробежната енергия, получена от тези цилиндри 14 и 24 е много по-голяма от енергията на тласкането и тегленето от махалото 4.The inclination of the levers 5 allows to change the center of gravity of the mechanism 1, compared to that corresponding to the vertical position of the levers 5 in equilibrium. The pushing and pulling (pushing and pulling) energy of the pendulum is much greater than the initial force required to rotate the cylinders 14 and 24. Once the movement of the mechanism 1 begins, the centrifugal energy obtained from these cylinders 14 and 24 is much greater than the energy of the push and pull of the pendulum 4.
В светлината на горните пояснения може да се забележи, че за всяко ъглово положение на зъбните колела 12 и 22 и на цилиндрите 14 и 24 около осите (А1) и (А2), в покой механизмът 1 има равновесна конфигурация. Казано с други думи, разглеждайки механизма 1 в спряло състояние, в независимо какво ъглово положение на комплексите 10 и 20, този механизъм 1 се намира в конфигурация на покой. Механизмът 1 е балансиран, което силно намалява енергията, необходима за привеждане на комплектите 10 и 20 във въртеливо движение.In the light of the above explanations, it can be seen that for each angular position of the gears 12 and 22 and of the cylinders 14 and 24 around the axes (A1) and (A2), at rest the mechanism 1 has an equilibrium configuration. In other words, considering the mechanism 1 in the stopped state, in whatever angular position of the complexes 10 and 20, this mechanism 1 is in a resting configuration. The mechanism 1 is balanced, which greatly reduces the energy required to rotate the sets 10 and 20.
Други варианти на реализация на настоящия полезен модел са показани на фигури 13 до 24. Някои конструктивни елементи на механизма 1 могат да бъдат сравнени с тези от първия начин на реализация, описан по-горе и за простота, по-нататък ще бъдат означавани със същите указателни номера.Other embodiments of the present utility model are shown in Figures 13 to 24. Some structural elements of the mechanism 1 can be compared with those of the first embodiment described above and for simplicity, will be hereinafter referred to as the same. reference numbers.
Фигури 1 до 16 илюстрират действието на механизма 1 съгласно втори вариант на реализация. Осите (А1) и (А2) са успоредни една на друга и са хоризонтални. За разлика от предния вариант, осите (А1) и (А2) са разположени в една базова (отправна) равнина (Р0), която тук е вертикална. Ексцентричните елементи 14 и 24 са съставени от удължени рамена, а не от цилиндри.Figures 1 to 16 illustrate the operation of the mechanism 1 according to a second embodiment. The axes (A1) and (A2) are parallel to each other and are horizontal. Unlike the previous variant, the axes (A1) and (A2) are located in one base (reference) plane (P0), which is vertical here. The eccentric elements 14 and 24 are composed of elongated arms, not cylinders.
Също така, в този начин на изпълнение рамената 14 и 24 са прецизно позиционирани едно спрямо друго и спрямо колелата 12 и 22, за да се гарантира, че моментите (Ml) и (M2) са винаги равни един на друг и имат еднаква ориентация по или обратно на часовниковата стрелка, при каквото и да било ъглово положение съответно на рамената 14 и 24 около осите (А1) и (А2).Also, in this embodiment, the arms 14 and 24 are precisely positioned relative to each other and to the wheels 12 and 22 to ensure that the moments (M1) and (M2) are always equal to each other and have the same orientation. or counterclockwise, at any angular position of arms 14 and 24, respectively, about the axes (A1) and (A2).
На фигури 13 до 16 е илюстрирано единствено позиционирането на рамената 14 и 24 от дясната страна, докато позиционирането на рамената 14 и 24 от лявата страна не е показано, от съображения за простота.Figures 13 to 16 illustrate only the positioning of the arms 14 and 24 on the right side, while the positioning of the arms 14 and 24 on the left side is not shown, for reasons of simplicity.
Фигура 17 е илюстрация на един вариант на свързване на лоста 60 с вала 21. Ексцентричната главина 63 е съставена от класическа въртяща се главина 62 и от ексцентрична част/детайл 70, разположена между вала 21 и главината 62.Figure 17 is an illustration of an embodiment of connecting the lever 60 to the shaft 21. The eccentric hub 63 is composed of a classic rotating hub 62 and an eccentric part / part 70 located between the shaft 21 and the hub 62.
Въпросният детайл 70 включва удължен корпус 71 и малка цилиндрична ос 72, неподвижно свързана с корпуса 71. В този корпус 71 е направен отвор 73. Валът 21 е поместен в отвора 73 и е твърдо обединен с корпуса 71, например посредством шпонката 74 или с помощта на каквото и да било друго средство. Валът 21 и отворът 73 са центрирани спрямо оста (А2). Споменатата малка цилиндрична ос 72 е разположена в отвора 67 на втулката 66, с център една ос (А0). Тази ос (А0) представлява оста на въртене на оста (А2) в процеса на движение на механизма 1.The part in question 70 includes an elongated housing 71 and a small cylindrical shaft 72 fixedly connected to the housing 71. An opening 73 is made in this housing 71. The shaft 21 is housed in the opening 73 and is rigidly connected to the housing 71, for example by means of a key 74 or by any other means. The shaft 21 and the hole 73 are centered relative to the axis (A2). Said small cylindrical axis 72 is located in the opening 67 of the sleeve 66, with a center one axis (A0). This axis (A0) represents the axis of rotation of the axis (A2) in the process of movement of the mechanism 1.
Фигура 18 илюстрира действието на механизъм 1 според трети начин на изпълнение.Figure 18 illustrates the operation of mechanism 1 according to a third embodiment.
Въртящата се главина 62 на лоста 60 е шарнирно монтирана върху вала 21, докато ексцентричната главина 63 е шарнирно и ексцентрично монтирана върху вала 53, фиксиран в портала 3. Алтернативно, според една друга конфигурация на механизма 1, главината 62 може да бъде шарнирно монтирана върху вала 22.The rotating hub 62 of the lever 60 is hinged to the shaft 21, while the eccentric hub 63 is hinged and eccentrically mounted on the shaft 53 fixed in the portal 3. Alternatively, according to another configuration of the mechanism 1, the hub 62 can be hinged to the shaft. shaft 22.
При този начин на изпълнение движението на механизма 1 позволява да се оползотвори енергията в мястото на вала 53, като този вал 53 се куплира например с електрически генератор 58. Валът 53 поIn this embodiment, the movement of the mechanism 1 makes it possible to utilize the energy in place of the shaft 53, this shaft 53 being coupled, for example, by an electric generator 58.
5778 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 03.1/16.03.2020 този начин става вал за оползотворяване на енергията.5778 Descriptions to utility registration certificates № 03.1 / 16.03.2020 thus becoming a shaft for energy recovery.
На практика един-единствен механизъм 1 позволява създаването на двигател. Въпреки това, за предпочитане е за създаването на двигател да бъдат обединени няколко синхронизирани механизма 1, както това ще бъде подробно обсъдено по-долу.In practice, a single mechanism 1 allows the creation of an engine. However, it is preferable to combine several synchronized mechanisms 1 to create an engine, as will be discussed in detail below.
Фигури 19 и 20 представят един пример за ротационна машина съгласно настоящия полезен модел, от типа на двутактов двигател/мотор. Двигателят включва два механизма 1, всеки от които е снабден със свое собствено махало 4. Механизмите 1 са разположени последователно, т.е. подредени са като продължение един на друг по посока на движението на махалата 4.Figures 19 and 20 show an example of a rotary machine according to the present utility model, of the two-stroke engine / motor type. The engine includes two mechanisms 1, each of which is equipped with its own pendulum 4. The mechanisms 1 are arranged in series, ie. are arranged as a continuation of each other in the direction of movement of the pendulum 4.
Порталът 3 е общ за двата механизма 1. Иначе казано, порталът 3 носи всяко от последователно окачените на него махала 4. Порталът 3 е снабден с четири странични крака 6 и два централни кракаThe portal 3 is common to the two mechanisms 1. In other words, the portal 3 carries each of the pendulums 4 suspended in succession. The portal 3 is provided with four side legs 6 and two central legs.
6. Лостовете 5 за окачване на махалата са наклонени под 45 градуса, така че махалата 4 се доближават до централните крака 6. Ексцентричните елементи 14 и 24 представляват удължени рамена.6. The pendulum suspension levers 5 are inclined below 45 degrees so that the pendulum 4 approaches the central legs 6. The eccentric elements 14 and 24 are elongated arms.
Всеки механизъм 1 съдържа собствен предавателен вал 43 с ос (АЗ), разположена в една линия с горните стави на лостовете 5. Тук обаче е необходима само една манивела 141 за привеждане на механизмите 1 в движение. Алтернативно, манивелата 141 може да бъде заместена от мотор 41 или пък машината може да не бъде изобщо съоръжена със средства за стартиране на механизмите 1.Each mechanism 1 comprises its own transmission shaft 43 with an axle (A3) located in line with the upper joints of the levers 5. Here, however, only one crank 141 is required to set the mechanisms 1 in motion. Alternatively, the crank 141 may be replaced by a motor 41 or the machine may not be equipped at all with means for starting the mechanisms 1.
Между приспособленията 40 на двата механизма 1 машината включва едно междинно приспособление 50. Това приспособление 50 може да бъде използвано за предаване на движението между двете приспособления 40, както и за оползотворяване на енергията.Between the devices 40 of the two mechanisms 1, the machine includes an intermediate device 50. This device 50 can be used to transmit motion between the two devices 40, as well as to utilize energy.
Позовавайки се на примера от фигури 19 и 20, приспособлението 50 включва две зъбни колела 51, две зъбни вериги 52, един вал 53 и две зъбни колела 54. Валът 53 се носи в двата му края от портала 3, по-точно от двата централни крака 6 на портала 3. Този вал 53 е подвижен и може да се върти около оста (А4), която е разположена хоризонтално, успоредно на осите (Al), (А2) и (АЗ). Колелата 51 са монтирани и се въртят заедно с валовете 43 на двата механизма 1, докато колелата 54 са монтирани на вала 53 и се въртят заедно с него. Веригите 52 свързват зъбните колела 51 и зъбните колела 54.Referring to the example of Figures 19 and 20, the device 50 includes two gears 51, two gear chains 52, a shaft 53 and two gears 54. The shaft 53 is carried at both ends of the portal 3, more precisely by the two central legs 6 of the portal 3. This shaft 53 is movable and can rotate about an axis (A4), which is located horizontally, parallel to the axes (Al), (A2) and (A3). The wheels 51 are mounted and rotate together with the shafts 43 of the two mechanisms 1, while the wheels 54 are mounted on the shaft 53 and rotate together with it. The chains 52 connect the gears 51 and the gears 54.
Всеки механизъм 1 има един свързващ лост 60 с въртяща се главина 62, монтирана на вала 21 и ексцентрична главина 63, монтирана на вала 53.Each mechanism 1 has a connecting lever 60 with a rotating hub 62 mounted on the shaft 21 and an eccentric hub 63 mounted on the shaft 53.
Когато машината е в действие, двата механизма 1 работят един срещу друг. Едновременно с това махалата 4 упражняват последователно сила на тласкане и сила на теглене върху вала 53.When the machine is in operation, the two mechanisms 1 work against each other. At the same time, the pendulum 4 exerts successively a pushing force and a pulling force on the shaft 53.
Действието на механизмите 1 позволява да се оползотвори енергията в мястото на вала 53, например като този вал 53 се свърже с електрически генератор 58. Тогава валът 53 е органът за оползотворяване на енергията.The operation of the mechanisms 1 makes it possible to utilize the energy in place of the shaft 53, for example by connecting this shaft 53 to an electric generator 58. Then the shaft 53 is the energy recovery organ.
Наклонът на лостовете 5 дава възможност за изменяне на центъра на тежестта на механизмите 1 в сравнение с конструкция, при която лостовете 5 биха се намирали във вертикално положение в равновесното състояние. Енергията на махалата 4 при тласкането и тегленето е много по-голяма от началната сила за привеждане във въртене на ексцентричните елементи 14 и 24. След като механизмите 1 вече са задвижени, центробежната енергия, генерирана от ексцентричните елементи 14 и 24 е много по-голяма от енергията на тласкането и тегленето, получавана от махалата 4.The inclination of the levers 5 makes it possible to change the center of gravity of the mechanisms 1 in comparison with a construction in which the levers 5 would be in a vertical position in the equilibrium state. The energy of the pendulum 4 during pushing and pulling is much greater than the initial force for driving the eccentric elements 14 and 24. Since the mechanisms 1 are already driven, the centrifugal energy generated by the eccentric elements 14 and 24 is much greater of the thrust and traction energy obtained from the pendulum 4.
На фигура 21 е показан втори пример на машина съгласно настоящия полезен модел, която представлява вариант на машината от фигури 19 и 20.Figure 21 shows a second example of a machine according to the present utility model, which is a variant of the machine of Figures 19 and 20.
Приспособлението 50 включва две зъбни колела 51 и една зъбна верига 52. Зъбните колела 51 са монтирани неподвижно върху валовете 43, а веригите 52 свързват колелата 51 на двата механизма 1.The device 50 includes two gears 51 and a sprocket 52. The gears 51 are fixedly mounted on the shafts 43, and the chains 52 connect the wheels 51 of the two mechanisms 1.
Валът 53 е фиксиран върху централните крака 6 и не принадлежи на приспособлението 50.The shaft 53 is fixed on the central legs 6 and does not belong to the device 50.
Всеки механизъм 1 е снабден със свързващ лост 60, който има въртяща се главина 62, монтирана върху вала 53 и ексцентрична главина 63, монтирана върху вала 21.Each mechanism 1 is provided with a connecting lever 60 which has a rotating hub 62 mounted on the shaft 53 and an eccentric hub 63 mounted on the shaft 21.
Движението на механизмите 1 позволява енергията да се оползотворява чрез валовете 43. В примера от фигура 21 валът 43 на механизма 1 отдясно е свързан с електрогенератор 58. В едно алтернативно решение моторът 41 може да бъде конфигуриран като мотор-генератор, предвиден да осигурява енергията, необходима за стартирането на машината, а след това - за оползотворяване на енергията, генерирана при нейното действие.The movement of the mechanisms 1 allows the energy to be utilized by the shafts 43. In the example of Figure 21, the shaft 43 of the mechanism 1 on the right is connected to a generator 58. In an alternative solution, the motor 41 may be configured as a motor-generator. required to start the machine and then to utilize the energy generated by its operation.
5779 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 03.1/16.03.20205779 Descriptions to utility registration certificates № 03.1 / 16.03.2020
Фигура 22 илюстрира трети пример на машина, съответстваща на представения полезен модел, а също и на един вариант съгласно фигурите 19 и 20.Figure 22 illustrates a third example of a machine corresponding to the presented utility model, as well as a variant according to figures 19 and 20.
Тази машина е снабдена със свързващ лост 160, общ за двата механизма 1. Този лост 160 е снабден с въртяща се централна главина 62, шарнирно монтирана върху вала 53 и две ексцентрични главини 63 в краищата, монтирани ексцентрично и шарнирно върху валовете 21 на двата механизма 1.This machine is provided with a connecting lever 160 common to the two mechanisms 1. This lever 160 is provided with a rotating central hub 62 hinged to the shaft 53 and two eccentric hubs 63 at the ends mounted eccentrically and hingedly on the shafts 21 of the two mechanisms. 1.
Фигура 23 е илюстрация на четвърти пример на машина според настоящия полезен модел и също представляваща вариант на примерите от фигури 19 и 20.Figure 23 is an illustration of a fourth example of a machine according to the present utility model and also represents a variant of the examples of Figures 19 and 20.
Валовете за окачване 5 са наклонени под 45 градуса, като по този начин махалата 4 се отдалечават от централните крака 6. По тази причина веригите 45 и 52, както и лостовете 60, са с по-голяма дължина. И в този случай валът 53 е елементът за оползотворяване на генерираната енергия.The suspension shafts 5 are inclined below 45 degrees, thus moving the pendulum 4 away from the central legs 6. For this reason, the chains 45 and 52, as well as the levers 60, are longer. In this case, too, the shaft 53 is the element for utilizing the generated energy.
На фигура 24 е показан пети пример на ротационна машина, съгласно този полезен модел, от тип „четиритактов двигател“. Този двигател или мотор, включва четири механизма 1 съгласно настоящия полезен модел, всеки от които е снабден със свое собствено махало 4.Figure 24 shows a fifth example of a rotary machine according to this utility model, of the "four-stroke engine" type. This engine, or motor, includes four mechanisms 1 according to the present utility model, each of which is equipped with its own pendulum 4.
Моторът включва две двойки механизми 1. Вътре във всяка двойка механизмите 1 са разположени последователно и са синхронизирани. От своя страна двойките са разположени паралелно и са синхронизирани помежду си.The motor includes two pairs of mechanisms 1. Inside each pair of mechanisms 1 are arranged in series and are synchronized. In turn, the pairs are arranged in parallel and are synchronized with each other.
Порталът 3, който от съображения за простота тук не е показан, е общ за всички механизми 1.Portal 3, which for reasons of simplicity is not shown here, is common to all mechanisms 1.
Двигателят съдържа два предавателни вала, които за простота също не са представени. Единият предавателен вал е куплиран с паралелно разположените механизми от лявата страна, а другият предавателен вал е куплиран с паралелно разположените механизми от дясната страна.The engine contains two transmission shafts, which for simplicity are also not presented. One transmission shaft is coupled to the parallel mechanisms on the left side, and the other transmission shaft is coupled to the parallel mechanisms on the right side.
Изгодно (за предпочитане) машината е снабдена с един единствен вал 53 за оползотворяване на енергията.Advantageously (preferably) the machine is provided with a single shaft 53 for energy recovery.
На практика, четирите рамена 14 са разположени с отместване от по четвърт оборот едно спрямо друго. Също така и четирите рамена 24 са разположени с отместване от по четвърт оборот едно спрямо друго. По този начин двигателят има винаги еднакъв брой рамена 14 или 24 от лявата и от дясната страна, което подобрява неговата ефективност/производителност. Всеки такт съответства на завъртане на четвърт оборот (90 градуса) на механизмите 1.In practice, the four arms 14 are spaced a quarter turn apart. Also, the four arms 24 are spaced a quarter turn apart. In this way, the engine always has the same number of arms 14 or 24 on the left and right, which improves its efficiency / performance. Each stroke corresponds to a rotation of a quarter turn (90 degrees) of the mechanisms 1.
Когато два от механизмите 1 имат моменти (Ml) и (M2) равни на нула, другите два механизма 1 се намират в състояние на максимално отклонение от центъра, съответно от лявата и от дясната страна. Генерираната енергия е максимална в тези положения на максимално отклонение от центъра. Тъй като четирите механизма 1 никога нямат моменти (Ml) и (M2) едновременно равни на нула, този двигател няма мъртва точка. Изгодно, всяко положение на максимално отклонение от центъра съответства на изгарянето на газ в двигателя/мотора.When two of the mechanisms 1 have moments (M1) and (M2) equal to zero, the other two mechanisms 1 are in a state of maximum deviation from the center, respectively from the left and from the right side. The generated energy is maximum in these positions of maximum deviation from the center. Since the four mechanisms 1 never have moments (Ml) and (M2) simultaneously equal to zero, this motor has no dead center. Advantageously, any position of maximum deviation from the center corresponds to the combustion of gas in the engine / motor.
Според един вариант на изпълнение, който тук не е показан, ротационната машина включва осем механизма 1, разпределени под формата на четири двойки механизми 1 в серия, като двойките са разположени паралелно. В течението на един оборот машината произвежда тласък на всяка една осма от оборота (45 градуса) на механизма 1.According to one embodiment, not shown here, the rotary machine comprises eight mechanisms 1 arranged in the form of four pairs of mechanisms 1 in series, the pairs being arranged in parallel. During one revolution, the machine produces a boost every eighth of the revolution (45 degrees) of the mechanism 1.
Могат да бъдат разработени и други варианти на настоящия полезен модел, без да се излиза при това от неговия обсег. Размерите на елементите, съставящи машината, например порталът 3 и предавателният вал 43 варират в зависимост от броя на включените в нея механизми 1.Other variants of the current utility model can be developed without departing from its scope. The dimensions of the elements that make up the machine, for example the portal 3 and the transmission shaft 43, vary depending on the number of mechanisms included in it 1.
За получаване на по-добри резултати и постигане на по-висока производителност е важно всяко махало 4 да бъде разположено в строго хоризонтална равнина. Същото изискване стои и за осите (А1) и (А2) на зъбните колела 12 и 22, които трябва да се намират в строго хоризонтална или вертикална равнина (Р0), според избраната конфигурация на механизма 1.In order to obtain better results and achieve higher productivity, it is important that each pendulum 4 is located in a strictly horizontal plane. The same requirement applies to the axles (A1) and (A2) of the gears 12 and 22, which must be in a strictly horizontal or vertical plane (P0), according to the selected configuration of the mechanism 1.
На фигурите от 1 до 24 някои премествания/движения и разстояния са представени несъразмерно (преувеличени) от съображения за простота на чертежите.In Figures 1 to 24, some displacements / movements and distances are presented disproportionately (exaggerated) for reasons of simplicity of the drawings.
На практика механизмът 1 и машината могат да бъдат оформени по начин, различен от показания на фигури от 1 до 24, без с това да се излиза от обхвата на полезния модел.In practice, the mechanism 1 and the machine can be shaped in a manner different from that shown in Figures 1 to 24, without departing from the scope of the utility model.
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG4558U BG3478U1 (en) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | Balanced energy saving mechanism and rotary machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG4558U BG3478U1 (en) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | Balanced energy saving mechanism and rotary machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG3478U1 true BG3478U1 (en) | 2020-02-17 |
Family
ID=74855655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG4558U BG3478U1 (en) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | Balanced energy saving mechanism and rotary machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG3478U1 (en) |
-
2019
- 2019-11-07 BG BG4558U patent/BG3478U1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2016277772B8 (en) | Energy-saving equilibrium mechanism, rotating machine and method of implementation | |
| JP4605907B2 (en) | Coupling element that connects two axes that are parallel to each other and that are coaxially arranged at the front and rear and spaced laterally from each other | |
| JP5089771B2 (en) | Internal combustion engine | |
| BG3478U1 (en) | Balanced energy saving mechanism and rotary machine | |
| CN103270341A (en) | Axial piston machines | |
| CN102947619B (en) | Internal combustion engine | |
| US4194404A (en) | Crank assembly for reciprocating piston machines | |
| JP4845989B2 (en) | engine | |
| OA18140A (en) | Energy-saving equilibrium mechanism, rotating machine and method of implementation | |
| RU2044129C1 (en) | Piston machine | |
| OA19546A (en) | Energy-saving equilibrium mechanism, rotating machine and method of implementation. | |
| WO2013122493A1 (en) | Internal-combustion or steam-pressure engine in which combustion occurs close to the position at which maximum torque is reached | |
| JP2011069300A (en) | Internal combustion engine | |
| NZ594101A (en) | Axial piston machines with rotation constraint mechanism | |
| PT105954B (en) | INTERNAL COMBUSTION ROTARY ENGINE |