RS1179U - Pogonski motor promenljivih medijuma pod pritiskom na površinu radnih klipova - Google Patents

Abstract

Pogonski motor promenljivih medijuma pod pritiskom na površinu radnih klipova, naznačen time, što se, motor koji za pogon radnih cilindara koristi komprimovani vazduh, vakuum prazninu ili vodenog stuba (vodenog tornja) sastoji od najmanje jednog para identičnih naspramno postavljenih spregnutih cilindara (1 i 2) promenljive zapremine i promenljive površine radnih klipova (10 i 11), koji su preko spojnih cevi (3 i 4) spojeni sa vazdušnim rezervoarom (5) spojenih cevi (47,48 i 49) spojeni sa vakuum posudom (50) i spojnih cevi(52 i 53)spojeni sa vodenim rezervoarom (vođenim tornjom) (54) i sklopova sastavljen iz delova (31, 32 ,33, 34, 35, 64 i 65) za pomeranje pokretnih zidova (9) cilindara, sklopova sastavljen iz poluga(39, 41 i 42) za uspostavljanje ravnoteže kod pokretnih zidova (9), sklopova (24,26 i 27) za održavanje ravnoteže kod pokretnih zidova(9) zbog različitih pritisaka na istih usled različitih položaja klipova (10 i 11) u radnom hodu gde točak (30) prati hod klipova i zamajac (23) na vratilu (14) radi sprečavanje zastoja motora kada se klipovi (10 i 11) nalaze u krajnjim gornjim i donjim tačkama radnog i povratnog hoda i imaju jednake površine a moguća je i primena dodatnog elektromotora na vratilu (l4) u istu svrhu, koristeći struju iz baterije koju napaja dinamomašina (22) koja je u spregu sa zubastog točka (l5).Prijava sadrži još 1 zavisni patentni zahtev.

Description

OBLAST TEHNIKE

Predmet pronalaska uopšteno posmatrano spada u oblast mašinstva, odnosno u oblast ekonomičnih mašina, bliže u oblast pogonskih mašina sa spregnutim radnim cilindrima, koji su postavljeni naspramno u odnosu na glavno kolenasto vratilo, pri čemu su, bez obzira o kakvom se pogonskom medijumu radi zapremine ovih cilindara i površine njihovih klipova promenjivi u toku radnog ciklusa uređaja.

Prema Međunarodnoj klasifikaciji patenata (MKP, Int. cl<7>), predmet pronalaska je označen osnovnim klasifikacionim simbolom F 01 B 15/00, koji se odnosi na mašine ili pogonske mašine sa naizmeničnim klipom sa pokretnim cilindrima kao i sekundarnim klasifikacionim simbolom F 01 B 21/08 koji se odnosi na „mašine" ili pogonske mašine sa naizmeničnim klipovima i cilindrima naspramno postavljenim u odnosu na glavno kolenasto vratilo.

Kako se pronalazak odnosi i na tehničko rešenje u kome je za pogon korišćen efekat koji proizilazi iz dejstva vakuma to se on može dodatno označiti još jednim sekundarnim klasifikacionim simbolom, F 01 B 29/00 kojim su definisane pogonske mašine na atmosferski pritisak tj. one gde atmosferski pritisak dejstvuje protiv vakuma.

TEHNIČKI PROBLEM

Tehnički problem koji se rešava predmetnim pronalaskom sastoji se u sledećem: Kako konstruisati motor - pogonski uređaj koji će koristiti različite pogonske medijume tako da se u toku rada kroz naizmenične promene zapremina cilindara i površina njihovih klipova proizvodi korisna energija koja se može koristiti za pogon neke mašine, rad uređaja, ili neki drugi rad, pri čemu se količina korišćenog medijuma neznatno smanjuje, a da uz to konstrukcija predmetnog uređaja bude jednostavna, pouzdana u radu, dugotrajna laka za održavanje i nezavisna od energetskih resursa područja na kome se instalira.

STANJE TEHNIKE

Težnja za konstruisanjem što ekonomičnijih, jednostavnijih i ekološki prihvatljivijih motora traje od nastanka prvih pogonskih uređaja koji su korišćeni u najrazličitije svrhe. Pogonske mašine, od onih konvencionalnih do onih najsavremenijih pretr-pele su toliko izmena da ih je teško nabrojati i u najosnovnijim crtama, ali ono što je zajedničko za sve njih je da su paralelno sa naporima da se ostvari bolja funkcionalnost samih uređaja tekli i napori da se pronađe optimalno pogonsko gorivo, kako sa aspekta snage i ekonomičnosti uređaja, tako u poslednje vreme naro-čito sa aspekta što manjeg negativnog uticaja na okolni prostor. Takođe je karakteristično da poslednjih godina operativni troško-vi za mnoge vrste široko korišćenih pogonskih mehanizama bele-že stalnu tendenciju porasta. Izrazit je primer, za ovakvu kon-stataciju stalan porast cene goriva za motore sa unutrašnjim sa-gorevanjem. Upravo ovako stanje dovelo je do ozbiljnih napora na razvoju alternativnih izvora energije kako bi se eliminisaii ne-gativni efekti nedostatka konvencionalnih goriva, nestabilnosti u snabdevanju, stalnog porasta cene energenata a pre svega štetni efekti nusprodukata sagorevanja, koji se sve češće sankcionišu usled permanentnog pooštravanja ekloških kriterijuma, koje pogonski uređaji moraju da ispune prilikom atestiranja i certifikaci-je za dobijanje upotrebnih dozvola.

Jedna potencijalno privlačna alternativa pojavila se u oblasti pneumatskih pogonskih motora, međutim kao što je poznato iz dosadašnjeg stanja tehnike, tu su iskazana dva ozbiljna nedostatka koji su onemogućili njihovu široku primenu a koji se ogle-daju u sledećem: nisu dovoljno efikasni i troše veliku količinu vazduha koji se pod pritiskom ispušta u atmosferu i mora se nadoka-diti uz utrošak skupog goriva.

Upravo rešavanje problema vazanih za rad pneumatskih motora predstavljalo je inicijalnu ideju da se pokuša sa konstruisanjem pogonskih uređaja koji bi osim principa na kojima rade pneumatski motori za dobijanje ekonomičnog rada koristili princip da se atmosferskim pritiskom dejstvuje protiv vakuma, odnosno da se iskoristi potencijalna energija vode u vodenom tornju, na čemu je i zasnovana realizacija Ideje predmetnog pronalaska.

Ovaj pronalazač je u američkom patentu br. 4452126 prikazao rešenje problema konstrukcije pogonskog motora koji radi na komprimirani vazduh pri čemu je teoretski ostvareno 80% korisnog rada. Predmetni pronalazak predstavlja dalji cilj autora da se konstruiše motor sa najmanje jednim parom cilindara koji ima povećani stepen korisnog dejstva, tako da njegov teoretski koristan rad iznosi približno 100%.

I pored pažljivog pretraživanja dostupne domaće i među-narodne patentne dokumentacije i stručne literature iz ove oblasti nije pronađeno nijedno tehničko rešenje koje bi bilo kompara-tivno sa predloženim rešenjem u predmetnoj prijavi pronalaska.

IZLAGANJE SUŠTINE PRONALASKA

Predmetnim pronalaskom u potpunosti je rešen napred de-finisani tehnički problem.

Suština pronalaska ogleda se u konstrukciji motora koji se uspeŠno može primenjivati kada se kao pogonsko sredstvo za pokretanje klipova jednako efikasno koristi vazduh pod visokim pritiskom, voda iz vodenog stuba, odnosno vakum tj. principTo-

ri ce lijeve praznine.

Uređaj prema pronalasku ima dva jednaka, najpovoljnije prizmatična cilindra naspramno povezana u odonsu na glavno kolenasto vratilo i izvedena tako da se za vreme radnih ciklusa njihova zapremina stalno naizmanično menja uz istovremenu promenu površina klipova koji se kreću u njima. Ove promene zapremina radnih cilindara i površina radnih klipova počinju i za-vršavaju se tokom završnog radnog i povratnog hoda. Rad ure-đaja, prema ovom pronalasku, odvija se tako što se jedan radni cilindar širi i pritom povećava svoju radnu zapreminu dok se isto-vremeno drugi, sa njim spregnuti radni cilindar skuplja i smanjuje svoju radnu zapreminu. To je postignuto zahvaljujući radijal-nom pomeranju jednog bočnog zida cilindra u oba smera, pri če-mu se kod povećanja zapremine jednog radnog cilindra takođe povećava radna površina njegovog klipa i obrnuto.

Novost pronalaska ogleda se i u tome što je_za pomeranje pomičnih zidova cilindara konstruisan poseban sklop koji za svoj rad koristi deo energije dobijene kretanjem klipova, pri čemu je rad ovog sklopa baziran na dejstvu posebno izvednih dvokrakih poluga koje omogućavaju izjednačavanje pritisaka na pomičnim stranicama, na način kojim se postiže ravnoteža sistema. Sa pro-menom zapremine radnih cilindara i površine njihovih klipova, takođe se menja i sila pritiska medijuma ili vakuma na zidove cilindara i klipove, čije klipnjače prenose mehanički rad na glavno kolenasto vratilo. Radni klipovi prilikom pomeranja u pravcu po-većanja vlastite „korisne" površine odaju energiju glavnom koie-nastom vratilu, dok se kod povratnog hoda „korisna" površina klipova smanjuje do takozvane „nekorisne" površine, nakon čega se radni ciklusi motora naizmenično ponavljaju.

Korisna energija u uređaju prema pronalasku dobija se kao razlika pritiska medijuma (vazduha pod pritiskom, vodenog stuba ili vakuma), koje se ostvaruju na klipovima pogonskog motora promenjivih medijuma, prilikom njihovog pomeranja iz jedne u drugu mrtvu tačku. Količina ove korisne energije uslovljena je kvalitetom izvođenja predmetnog pogonskog motora posebno efikasnošću zaptivanja klipova i pomičnog zida cilindra. Ovako dobijena korisna energija može se upotrebljavati za pogon mašina, odnosno uređaja namenjenih u najrazličitije svrhe. Preduslov za ostvarivanje ove korisne energije jeste da za vreme rada uređaja iz cilindara izađe što manje medijuma (koji se mora nadoknaditi radom posebnih pumpi), odnosno da u slučaju uređaja koji radi na principu vakuma u njega uđe što manja količina vazduha koja se u tom slučaju mora dopunski permanentno ispumpavati, što se postiže upotrebom vakum pumpe. Kod motora koji se pokreće dejstvom vode iz vodenog stuba nadoknađivanje vode izgubljene tokom rada uređaja vrši se dovodom vođe sa okolnih prirodnih resursa, po pravilu bez upotrebe pumpi, odnosno ako to nije moguće korišćenjem pumpi za dopunjavanje vode u vodeni toranj iz posebnog rezervoara.

Prednosti u odnosu na slična tehnička rešenja koja se da-nas prlmenjuju su brojne ali je svakako najznačajnije to da je uređaj ekonomičan i prlmenjiv i u onim uslovlma gde za to po-stoje visoki ekološki kriterijumi.

Posebno se napominje da bi uređaj mogao efikasno da se koristi i tamo gde do sada praktično nisu postojali uslovi za proizvodnju energije (daleko od rudnika, vođenih tokova i si).

Predmetni pronalazak u odnosu na dosada poznata tehnička rešenja u kojima se za stvaranje rada koriste različite vrste alternativnih energija ima više prednosti i to: - uređaj je potpuno ekološki čist i nema nikakvo Štetno dejstvo po okolinu što ga čini posebno značajnim i aktuelnim; - energija dobijena korišćenjem predmetnog motora je izuzetno ekonomična; - uređaj je jednostavan za proizvodnju i održavanje; - uređaj može da se primenjuje na podmornicama, brodo-vima, svemirskim letelicama (izuzev uređaja na vodeni pogon), praktično tamo gde druge mašine ne mogu da stvaraju koristan rad (za uređaj na vakum potrebno je obezbediti vazdušnu komoru sa pritiskom od 1 bara);

- tih I bešuman rad motora.

KRATAK OPIS SUKA I NACRTA

U cilju lakšeg razumevanja pronalaska kao i zbog prikazivanja kako se pronalazak može ostvariti u, praksi autor se samo, primera radi, poziva na priložene nacrte koji se odnose na pred-metnu prijavu i gde:- slika 1.predstavlja šematski prikaz uređaja u trenutku kada se gornji klip nalazi u najvišoj tački u cilindru kod motora na komprimirani vazduh kada je u početnom radnom hodu cilindar 1;- slika 2.predstavlja šematski prikaz uređaja u trenutku kada se gornji klip nalazi u najnižoj tački u cilindru kod motora na komprimirani vazduh kada je u završnom radnom hodu cilindar 1;- slika 3.predstavlja šematski prikaz sklopa koji omoguća-va pomeranje zidova cilindra 2 u položaju kada su oni maksimalno razmaknuti, kod motora na komprimirani vazduh;- slika 4.predstavlja šematski prikaz sklopa koji omoguća-va pomeranje zidova cilindra 1 u položaju kada su oni najmanje međusobno razmaknuti, kod motora na komprimirani vazduh;- slika 5.predstavlja šematski prikaz uređaja u trenutku kada se gornji klip nalazi u najnižoj tački u cilindru kod motora pokretanog vakumom;- slika 6.predstavlja šematski prikaz uređaja u trenutku kada se gornji klip nalazi u najvišoj- tački u cilindru kod motora pokretanog vakumom.- slika 7.predstavlja šematski prikaz uređaja u trenutku kada se gornji klip nalazi u najvišoj tački u cilindru kod motora sa vodenim tornjem, u početnom radnom hodu cilindra 1;- slika 8.predstavlja šematski prikaz uređaja u trenutku kada se gornji klip nalazi u najnižoj tački u cilindru kod motora sa vodenim tornjem, u završnom radnom hodu cilindra 1;- slika9. predstavlja šematski prikaz sklopa koji omoguća-va pomeranje zidova cilindra 2 u položaju kada su oni maksimalno razmaknuti, kod motora sa vodenim tornjem;- slika 10.predstavlja šematski prikaz sklopa koji omogu-ćava pomeranje zidova cilindra 1 u položaju kada su oni najmanje međusobno razmaknuti, kod motora sa vodenim tornjem;- slika 11.predstavlja šematski prikaz povezivanja više predmetnih motora sa vodenim tornjem;- slika 12.predstavlja šematski prikaz povezivanja motora koji koristi potencijalnu energiju vodenog stuba sa vodenom ma-som -rekerli akumulacionig jezera.

DETALJAN OPIS PRONALASKA

Primer 1.

Pogonski motor sa komprimovanim vazduhom kao mediju-

mom za pokretanje radnih klipova

Posmatranjemslika 1, 2, 3: i 4priloženog nacrta lako se može uočiti da uređaj prema, pronalasku čine dva identična radna cilindra 1 i 2 promenjive zapremine, koji su preko spojnih cevi 3 i 4 povezani sa rezervoarom 5 u kojem se nalazi vazduh pod visokim pritiskom koji se održava pomoću kompresora 6. Rezervoar 5 i kompresor 6 su standardne izrade i dobro poznati u stanju tehnike pa njihov rad zbog pojednostavljenja opisa nije potrebno posebno objašnjavati. Cilindri 1 i 2 su identični, oblika su najpovoljnije šupljih paralelopipeda pravougaonog preseka, sa gornje strane zatvoreni poklopcima 7 koji su integralno spojeni sa jednim parom nepomičnih vertikalnih zidova 8, dok je drugi par vertikalnih bočnih zidova 9 pomerijiv u oba smera tako da omogućava promenu voiumetrijskog sadržaja cilindara 1 i 2 i promenu njhovih poprečnih dimenzija. Promenu zapremine radnih cilindara 1 i 2 prati istovremena promena radne površine klipova 10 i 11 koji su preko klipnjača 12 i 13 povezani na kolenasto vratilo 14.

U predmetnom opisu pronalaska prikazan je uređaj koji ima jedan par naspramno izvedenih cilindara 1 i 2, ali se motor koji kao medijum koristi komprimovani vazduh, prema ideji autora može izrađivati i sa više parova cilindara, pri čemu su rezervoar 5, kompresor 6 i sklop za pomeranje zidova zajednički za sve cilindre koji su takođe svi na isti način povezani sa kolenastim vratilom 14. Način povezivanja će se izvesti u skladu sa konkretnim uslovima na terenu na osnovu predloga odgovarajućih stručnjaka iz predmetne oblasti. Prema ideji autora povezivanje je najoptimalnije izvesti tako što se pomoću odgovarajućih poluga povezuju pokretni zidovi ili jednostavno povezivanjem više motora se može izvršiti preko osno pokretljivih zglobova 61 i 59.

Dvodelni klipovi 10 i 11 izvedeni su tako da im se radna površina zahvaljujući segmentima 16 i 17 može menjati od defi-nisanog minimuma (takoreći „nekorisne" površine) do određenog maksimuma (takoreći „najveće korisne" površine). Promenjivost površine klipova 10 i 11, može se ostvariti na mnogo načina, ali je u cilju prikazivanja izvodljivosti pronalaska, kako se to sa slika priloženog nacrta može sagledati, dato takvo rešenje prema kome je gornja površina klinastog segmenta 16 izvedena zakošeno kao i njoj analogna gornja unutrašnja strana uklopnog segmenta 17. Ovakav način izvođenja segmenata 16 i 17 omogućava dobro zaptivanje što je veoma bitno za efikasan rad uređaja. Prijanjanje segmenata 16 i 17 klipova 10 i 11 na fiksne

idove 8 i pomerljive zidove 9 cilindra ostvareno je preko poluga 18 i 19, koje su stalno nategnute pomoću opružnih mehanizma 20 i koje radi lakšeg aksijalnog pomeranja kroz cilindre 1 i 2, imaju na slobodnim krajevima učvršćene točkićie 21, dok je prijanjanje i zaptivanje pomičnog zida 9 u odnosu na poklopac 7 izvršeno pomoću poluga 56 sa zateznim mehanizmom 57 na čijem se slobodnom kraju nalazi točkić 58.

Mehanizam koji omogućava promenu volumena radnih cilindara čine tri podsklopa povezana sa kolenastim vratilom 14 od kojih prvi podsklop preko poluga 31, 32, 33, 34 i 35 omogućava pomeranje pokretnih stranica 9 cilindara. Ovaj podsklop zglobno je povezan sa sledećim podsklopom osovinski preko zgloba 61 i čine ga poluge 39, 41 i 42 koje omogućavaju ravnotežu sile pritisaka na pokretnim stranicama. Treći podsklop čine poluge 26, 27 i 24 koje omogućavaju održavanje stanja vage sila u toku kretanja klipova 1 i 2, i preko njega se posredno utiče na dobijanje korisne energije. U daljem tekstu opiska pronalaska dat je precizan opis rada svakog podsklopa pojedinačno i njihovih međusobnih sprega, odnosno uticaja na ukupan efektivan rad motora.

Posmatranjemslika 1, 2, 3 i 4,lako se uočava da su cilindri 1 i 2 postavljeni naspramno u odnosu na glavno kolenasto vratilo 14, pri čemu su klipnjače 12 i 13 na uobičajen način učvršćene za segmente 16 i 17 klipova 10 i 11. Pritisak vazduha u ovom slučaju deluje sa unutrašnje strane na klipove 10 i 11, tako da se oni pomeraju od gornje ka donjoj mrtvoj tački i obratno, usled čega dolazi do pokretanja kolenastog vratila 14 koje je u cilju dobijanja većeg broja obrtaja na priključnim maši-nama kao npr. generatoru 22, direktno povezano sa redukcionim zupčanikom 15. I pored dobrog zaptivanja gubitak dela vazduha iz cilindara i i 2 koji se nalaze pod pritiskom, teško može da se spreči, tako da je u rezervoar 5 neophodno stalno dodavati medijum pod pritiskom pomoću kompresora 6 za čega je neophodan minimalan utrošak energije.

Radi eliminisanja zastoja rada uređaja, u slučajevima kada se klipovi 10 i 11 nalaze u krajnjim gornjim i donjim tačkama, na kolenastom vratilu 14 se nalazi zamajac 23 koji na način dobro poznat u stanju tehnike doprinosi sinhronizovanom radu kom-pletnog uređaja. U ekstremnom završnom radnom i povratnom hodu klipova, u momentu kada se jedan od klipova širi a drugi sužava dolazi do izjednačavanja sile pritisaka i energija je ravna nuli ispoljava se dejstvo zamajca 23.

Održavanje ravnoteže sile koja deluje na zidove 9 ostvaruje se pokretanjem poluga 24 preko zglobova 45 povezanih sa korekcionim polugama 26 i 27 koje su preko kolena 28 kardanski spojene sa kolenom glavnog kolenastog vratila 14. Jedan kraj poluga 24 zglobno je povezan sa središtem užeg ,,IT profila 29 mehanizma za pomeranje zidova 9 cilindra, dok mu se na drugom slobodnom kraju nalazi točkić 30 čije pomeranje se vrši usled kretanja korekcionih poluga 26, odnosno 27. Rezervoar 5 vazduha pod visokim pritiskom izveden je tako da je preko cevi 3 i 4 povezan sa oba cilindra 1 i 2 i služi za snabdevanje ovih cilindara vazduhom. U momentu kada se iz bilo kojih razloga cilindri isprazne (reparatura) ventil 63 se otvara omogućavajući dovod vazduha u cilindre. Ventil63služi i kao startni ventil i njime se utiče na brzinu rada motora (koji može biti brz ili spor).

Sinhronizacija pomeranja zidova najpovoljnije je ostvarena preko sklopa koji čini sistem poluga 31, 32 i 33, pri čemu je jedan kraj poluga 33 spojen za kardan 34 i povezan na kolenasto vratilo 14. Drugi kraj poluge 33 ima vodice 64 između kojih ugrađeni točak 65 na L poluge kraka 35 održava stabilnost kretanja poluge 33. Prilikom kretanja na gore i na dole poluge 33 doiazi do pomeranja poluge 32 tako što joj se suprotni kraj preko osnog zgloba 59, povezan sa horizontalnom polugom 31, pomera levo i desno. Ovo kretanje je tako proračunato da maksimalna odstupanja od „0" položaja odgovaraju kretanju klipova 10 i 11 cilindara 1 i 2 između njegovih krajnjih položaja. Lako je uočljivo da minimalno pomeranje poluge 35 omogućava maksimalno kretanje poluge 31, što se odražava na pomeranje površina radnih klipova u ekstremno krajnjim tačkama završnog radnog i povratnog hoda. Horizontalno pomeranje poluge 31, a preko nje i lučnog produženog kraka 39, vrši se pomoću zglobne poluge koju čine kraci 41 i 42 pri čemu je središnji deo poluge 42 uležišten u ležište ,,L" 46, tako da se nesmetano prilikom okretanja glavnog kolenastog vratila 14 pomera levo i desno usled čega dolazi do pomeranja sa njime preko osovinskog zgloba 43 povezanog kraka 41. Krak 41 koji na sredini ima osovinicu 60 pokretno je pomoću osovinice 61 spojen sa korekdonom polugom 31 čijim pomeranjem u jednom ili drugom smeru dolazi do pomeranja lučnog držača 39 sa radijalno učvršćenim paocima 40 preko čijih se segmentnih ojačanja 44 kreće točkić 30 osno pokretljivo izveden na kraju poluge 24. Segmentna ojačanja 44 odabrana su zbog toga što omogućavaju pravilno prenošenje pritisaka na polugu 24 koja zatim preko zgloba 45 uležištenog u ,,IT ležište 29 omogućava sinhronizovano pomeranje pomičnog zida 9 cilindara 1 i 2 motora.Ulogapaoka ogleda se u tome da ,ie put točkica 30 po unutrašnjoj strani segmenata 44 mnogo^kraći od eventualni put po unutrašnjoj strani luinog držača 39 što ne značajno jer stnan.1u.1e gubitke u trendu i energije prilikom izjednačenja sile pritiska na pokretnih zidova 9-

Posmatranjem slika priloženog nacrta lako se uočava da je izjednačenje sila pritiska na pokretnim zidovima 9 klipova 10 i 11 ostvareno onda kada se točkići 30 nalaze na najnižim segmentima 44 paoka 40, pri maksimalnom pritisnom optere-ćenju zidova 9 tj. kod završnog radnog hoda prvog cilindra 1 i završnog povratnog radnog hoda njemu naspramnog cilindra 2. Pritisci su tada na oba kraka poluge 31 jednaki. Kod daljeg kretanja klipova 10 i 11 pritisak na pokretne zidove 9 se smanjuje do minimalnog pritisnog opterećenja, pri čemu se točkići 30 sada nalaze na krajnjim segmentima 44 (donjim i gornjim) držača 39 paoka 40. Na taj način se ovim polužnim sistemom održava vaga sila koja predstavlja osnovu za to da se cilindri 1 i 2 teoretski mogu širiti uz korišćenje neznatne energije, sa gubicima koji nastaju samo usled trenja, kao i da radni klipovi 10 i 11 mogu da menjaju svoje radne površine od minimalnih do maksimalnih, u radnom i povratnom hodu, što u krajnjem slučaju teoretski rezultira korisnu energiju koja zatim dalje može da se koristi za pogon različitih mašina i uređaja. Ovakav način povezivanja pokretnih zidova 9 sa delovima za sinhronizaciju njihovog pomeranja omogućava ravnotežu sila koja je i polazišni osnov za dobijanje korisnog rada predmetnog motora. Ravnoteža sila održava se u svakom trenutku i bilo gde da se nalaze klipovi prilikom kretanja u cilindrima.

U cilju eliminisanja negativnih efekata rada uređaja u slučajevima kada se klipovi 10 i 11 nalaze u krajnjim gornjim i donjim tačkama na kolenastom vratilu 14 nalazi se zamajac 23 radi sinhronizacije rada uređaja.

Teorija rada motora, prema ovom pronalasku, leži u pro-menjivosti površina radnih klipova 10 i 11 unutar radnih cilindara 1 i 2 koji takođe menjaju svoju zapreminu tokom ciklusa koji čine početni, radni, završni i povratni hod radnih klipova 10 i 11. Radni klipovi 10 i 11 pod uticajem pritiska komprimovanog vazduha ostvaruju teoretsku korisnu energiju koja se dalje izvan predmetnog uređaja može koristiti kao trajni izvor pogonske energije. Povratni hod klipa sa manjom čeonom površinom, izlo-ženom medijumu pod pritiskom, ostvaruje se pomoću energije koju na raspolaganje stavlja naspramni cilindar koji se u tom slučaju nalazi u radnom hodu. Drugim rečima sile neophodne za pokretanje klipa sa manjom površinom iz početnog povratnog hoda u fazu završnog hoda, drastično su manje od korisnih sila koje se proizvode za vreme hoda radnog klipa sa većom čeonom površinom, odnosno klip sa većom čeonom površinom kod radnog hoda pokreće i naspramni klip sa manjom čeonom površi-nom, pošto on raspolaže sa većom energetskom vrednošću medijuma pod pritiskom. Osim Što vrši pogon klipa sa manjom radnom površinom, klip sa većaom čeonom površinom raspolaže sa dovoljno energije za pokrivanje svih gubitaka koji nastaju prilikom trenja elemenata uređaja u radu, tako da se efekti nekoris-nih površina uvek anuliraju.

Treba napomenuti da su, kako je to prikazano na slikama priloženog nacrta krakovi F, G i Gl poluge 41 Identične dužine i da je dužina Gl jednaka dužini G. Na taj način je ukupna dužina ukupna dužina G + Gl jednaka dvostrukoj dužini kraka F poluge. Ovakav odnos izabran .1e zato da bi se obezbedila po-trebna ravnoteža kod ookretnih zidova 9 kod cilindara 1 i 2.

Potrebno je naglasiti da je u predmetnom opisu pronalaska prikazan uređaj koji ima jedan par naspramno izvedenih cilindara 1 i 2, ali se motor pokretan vazduhom pod visokim pritiskom prema ideji autora može izrađivati i sa više parova cilindara pri čemu je vazduh pod pritiskom mrežom cevi povezan sa svakim parom cilindara na istovetan način kao i da je u pitanju dvocilindrični motor, dok su sklopovi za sinhronizaciju i u tom slučaju povezani zajedničkim kolenastim vratilom 14. U radnom hodu klipova pritisak medijuma povremeno opada a raste pri promeni volumena radnih cilindara.

Sam pad ili rast medijuma pod pritiskom ne znači đa se ruši vaga odnosno sila ravnoteže kod podsklopa sastavljen iz poluga 39. 41 i 42. Vaga sile održava se i uspostavlja bez obzira na pad ili rast medijuma pod pritiskom kao i bez obzira na veličinu površina stranica pokretnih zidova 9 iz činjenice da se pritisak ravno-merno raspoređuje na površinama zatvorenih cilindara po Boil-M'ariotovom zakonu o gasovima.

Primer. 2.

Pogonski motor sa vakumom kao pogonskom silom za

pokretanje radnih klipova

Kako se to lako može sagledati saslika 5i6,priloženog nacrta motor prema ovom primru izvođenja sastoji se od dva identična radna cilindra 1 i 2 sa promenjivom zapreminom koji su preko spojnih cevi 47, 48 i 49 povezani sa vakum rezervoarom 50 u kojem se nalazi vakum ili poznata Toričelijeva praznina dobijen radom vakum pumpe 51. Vakum rezervoar 50 i vakum pumpa 51 su standardne izrade i dobro poznati u stanju tehnike pa njihov rad zbog pojednostavljenja opisa nije potrebno posebno objašnjavati. Oba cilindra 1 i 2 su kao i u prvom primeru izvođenja su ta kode naspramno povezana na glavno kolenasto vratilo 14 i izvedena tako da im se za vreme radnih ciklusa zapremine i površine njihovih klipova stalno naizmenično menjaju. U tu svrhu radni cilindri 1 i 2 su sa jedne strane spojeni sa zatvorenim vakumskim sudom - rezervoarom 50 čija je zapremina znatno veća od radnih zapremina oba radna cilindra. Zapremine radnih cilindara 1 i 2 i površine radnih klipova 10 i 11 menjaju se u tački završnog radnog i završnog povratnog hoda. Rad sklopova motora prema ovom primeru potpuno je identičan radu motora kao u prvom primeru, samo što se u ovom slučaju u cilindrima 1 i 2 dešava obrnut process dejstva medijuma na njihove zidove i površine klipova 10 i 11. Naime umesto dejstva komprimovanog vazduha koji je na klipove 10 i 11 delovao tako što ih je potiskivao u ovom slučaju vakum deluje tako što ih privlači, iz tih razloga točak 30 na polugi 24 izveden je tako da se kreće po spoljašnjoj strani lučnog držača 39.

Sa aspekta sile jasno je da vakum predstavlja silu koja odgovara vazdušnom pritisku od 1 bara na lem<2>. Vazdušni pritisak od 1 bara u tom slučaju jednak je sili gravitacije. Da bi se kod ovog motora sila vakuma mogla uspešno koristiti i pretvarati u korisnu energiju, neophodno je ne samo da se uspostavi vakum u cilindrima već da se on permanentno održava tokom čitavog rada motora. Održavanje vakuma na konstantnom nivou ostvaruje se pomoću vakum pumpe 51. Snaga ove pumpe svakako zavisi od stepena zaptivanja radnih cilindara 1 i 2 radnih klipova 10 i 11, odnosno od količine vazduha koja ulazi u vakumski prostor. Pošto se u ovom slučaju radi o pritisku vazduha od 1 bara, može se reći da je apsolutno moguće da se pritisak vazduha drži na skoro nultom nivou.

Uloga vakum rezervoara ogleda se u tome da obezbedi vakum u radnim cilindrima kada su puni vazduhom od 1 bara (u slučaju reparature dihtujućih delova klipova i cilindara). Otvaranjem ventila 63 vazduh iz cilindara se „razredi" u vakurn rezervoaru čime se stvara efekat vakuma u radnom sistemu. Dodatno povećanje vakuma ostvaruje se pomoću vakum pumpe.

Kako je osim napred navedenog rad svih ostalih sklopova uređaja za sinhronizaciju kretanja pomerljivih zidova cilindara segmenata 16 i 17 klipova jednak kao i u prvom primeru izvođenja to radi pojednostavljenja ovoga opisa on nije ponovo detaljno objašnjavan. Još jednom se naglašava da su vakumski sud, vakum pumpa i ostali podsklopovi koji služe za pomeranje pokretnih zidova i dvodelnih klipova identični kao i kod sistema sa pneumatskim pogonom, a da se povezivanje odnosno, sprega više parova cilindara vrši preko glavnog kolenastog vratila 14.

Primer 3.

Pogonski motor pokretan razlikom vodenih pritisaka kao

pogonskom silom za pokretanje radnih klipova

Kako se to lako može sagledati saslika 7, 8, 9, 10, 11i12,priloženog nacrta motor prema ovom primru izvođenja sastoji se od dva identična radna cilindra 1 i 2 sa promenjivom zapreminom koji su preko spojnih cevi 52 i 53 povezani sa vodenim rezervoarom 54 u vidu visokog vodenog tornja.

Posmatranjem priloženih slika uočava se da su cilindri 1 i 2 spojeni sa otvorom izvedenim na dnu vertikalnog vodenog tornja 54, čija je zapremina znatno veća od zapremine radnih cilindara 1 i 2. Rad motora odvija se na istovetan način kao i u prva dva primera izvođenja pronalaska, samo što u ovom slučaju radi dobijanja korisne energije koristimo pritisak vode iz vodenog stuba koja po-prinGipu-spej-eniti.. sudova deluje na klipove 10 i 11 cilindara 1 i 2. Ono što karakteriše ovaj motor kod koga je inače količina korisne energije uslovljena konstrukcijom samog motora u smislu dobre zaptivenosti cilindara 1 i 2 jeste da se neznatni gubici u vodi jednostavno nadoknađuju dolivanjem izgubljene vode u rezervoar vodenog tornja 54.

Posebno se naglašava da je u predmetnom opisu pronalaska prikazan uređaj koji ima jedan par naspramno izvednih cilindara 1 i 2, ali se motor pokretan pritiskom vode iz vodenog tornja 54 u slučajevima kada je to potrbno učiniti radi povećanja snage motora, može raditi i sa više parova, pa čak i više desetina parova cilindara na istovetan način kao i kada je u pitanju dvocilindrični motor. Sklopovi za sinhronizaciju rada motora, korekciju pomeranja zidova 9 cilindara i promenu radne površine radnih klipova 11 i 12 povezani su takođe sa svakim parom radnih cilindara 1 i 2 na istovetan način kao i kada je u pitanju dvocilindrični motor. Na jedan vodeni toranj može se pripojiti više uređaja prikazanih naslici 11radi maksimalnog iskorišćenja vode.

Prednost dihtovanja kod vodenih motora jeste u tome što ne postoji problem dopune vodene mase pomoću bilo kakvih pumpi koje bi bili potrošači dela proizvedene energije, već se koriste vodeni resursi iz prirode. Kod motora pokretanih vodom pod pritiskom vodenog stuba dihtovanje predstavlja znatno manji problem koji proizilazi iz činjenice da je viskozitet vode u odnosu na viskozitet vazduha 1:1000, zbog čega je zaptivanje tehnički lakše rešivo. Treba naglasiti da se nivo vode tornju u ovom slučaju neznatno menja tako da se promene u cilindrima odvijaju samo sa gubicima u trenju. Slična situacija je i kod pneumatskih motora gde vazdušni pritisak pada pri radnom hodu klipova i diže se pri promeni volumena cilindara takođe sa odgovarajućim gubicima u trenju. Na jedan vodeni toranj može se povezati više vodenih motora i električnih generatora tako da je korist višestruka u odnosu na protočne hidroelektrane kod kojih proizvodnja zavisi od protoka vode koja pada na vodenu turbinu a što je podložno uticaju meteo faktora. Treba uzeti u obzir da se predmetni vodeni motori mogu postavljati uz jezera koja se koriste kod protočnih hidro centrala uz višestruki pozitivan efekat, i minimalne ekonomske izdatke izgradnje cevovoda od jezera do vodenog tornja.

NAČIN INDUSTRIJSKE ILI DRUGE PRIMENE PRONALASKA

Industrijska izrada predmetnog pronalaska apsolutno je moguća u fabrikama za proizvodnju pogonskih uređaja na osnovu radioničke dokumentacije koju stručnjaci iz predmetne oblasti mogu da urade korišćenjem nacrta i opisa iz predmetne prijave.

Pronalazak je pogodan za serijsku proizvodnju, a njegova primena se preporučuje za proizvodnju pogonskih uređaja koji moraju da ispunjavaju visoke ekološke zahteve.

Claims (2)

1. Pogonski motor promenljivih medijuma pod pritiskom na površinu radnih klipora»NAZNAČEN TIME, što se motor koji za pogon radnih cilindara koristi kotnpriraorani vazduh>Takuum prazninu ili vodenog stuba (vođeno/r tornja) sastoji ođ najmanje jedno* para identičnih naspramno pošta-ri jenih spregnutih cilindara (1 i 2) promenljive zapremine i pronaenljire površine radnih klipova (10 i ll)ikoji su preko spojnih ceri (3 i 4) spojeni sa vazđušnim rezervoarom (5i spo-jenih cevi {47148 i 49) spojeni sa vakuum posudom (50) i spojnih ceri (52 i 53)spojeni sa vodenim rezervoarom (vodenim tornjom) (54U sklopova sastavljen iz delova (31,32»33t34»35f 64 i 65) sa pomeranje pokretnih zidova^9) cilindara* sklopova sastavljen iz polugaD9»41 i 42)za uspostavljanje rarnoteže kod pokretnih zidova/9)» sklopova(24»26 i 21) za održavanje ravnoteže kod pokretnih «idova(9)zbog različitih pritisaka na istih usled različitih položaja klipova^lO i li) u radnom hodu gde točak (30)prati hod klipova i zamajac {23) na vratilu (14] radi sprečavanje zastoja motora kada se klipovi (10 i 11) nalaze u krajnjim gornjim i donjim tačkama radnog i porratnog hoda i imaju jednake površine a moguća je i primena dodatnog elektro-motora na vratilu (l4j u istu svrhu, koristeći struju iz baterije koju napaja đinamomašinaC22] koja je u spregu sa zubastog točka ( l5)*

2. Pogonski motor promenljivih medijuma pod pritiskom na površinu radnih klipova* NAZNAČEN TIME»što se ugrađuje na vazđušnom rezervoaru(%koji je pod visokim vazdušnim pritiskompumpa ( 6) zaodržavanje medijuma pod pritiskom, na vakuum posudu (50)ugrađuje vakuum pumpa(51) za održavanje va-kuuma i na vodenom rezervoaru (vodenom tornju) ugrađuje vo-dena pumpa ( 68) za dovod vode sa ciljem da se održava pogonski međijumi zbog gubitaka kroz dihtovanih delova klipova i zi-lindara, na potrebnoj visini za rad motora«