RU163583U1

RU163583U1 - LIQUID ENGINE

Info

Publication number: RU163583U1
Application number: RU2015148555/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Валерьевич Грибов
Original assignee: Юрий Валерьевич Грибов
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2016-07-27

Abstract

1. Двигатель на жидкости, содержащий соединенные между собой и имеющие заборные и отводящие отверстия полые вал и рабочий орган, в последнем из которых установлена диаметральная перегородка, отличающийся тем, что вал установлен горизонтально, рабочий орган представляет собой рабочее колесо, установленное на валу, указанная перегородка рабочего колеса выполнена глухой, внутри вала выполнены два канала, концы которых соединены с одной стороны с заборными отверстиями в стенке вала, а с другой стороны - с полостями половин колеса, отводящие отверстия колеса выполнены в каждой половине колеса на его образующей в виде клапанов с форсункой, каждая половина колеса оснащена отверстиями для отвода воздуха.2. Двигатель на жидкости по п. 1, отличающийся тем, что глухая диаметральная перегородка рабочего колеса выполнена S-образной.3. Двигатель на жидкости по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью подачи жидкости, выбрасываемой клапанами с форсункой, в заборные отверстия в стенке вала.1. The liquid engine, containing interconnected and having intake and outlet holes, a hollow shaft and a working body, in the last of which a diametrical baffle is installed, characterized in that the shaft is installed horizontally, the working body is an impeller mounted on the shaft, indicated the impeller partition is blind, two channels are made inside the shaft, the ends of which are connected on one side to the intake holes in the shaft wall, and on the other hand, to the cavities of the wheel halves, which divert about the holes of the wheel are made in each half of the wheel on its generatrix in the form of valves with a nozzle, each half of the wheel is equipped with openings for air exhaust. 2. A liquid engine according to claim 1, characterized in that the blind diametrical partition of the impeller is made S-shaped. 3. A liquid engine according to claim 1, characterized in that it is arranged to supply liquid ejected by valves with a nozzle into the intake holes in the shaft wall.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к машинам, преобразующим энергию жидкости в механическую работу вращающегося вала, а именно к двигателям на жидкости.The proposed utility model relates to machines that convert the energy of a fluid into the mechanical work of a rotating shaft, and in particular to fluid engines.

Так как конструкции объемных гидромоторов подобны конструкциям соответствующих объемных насосов, наиболее близким (прототипом) к заявляемому двигателю является техническое решение по авторскому свидетельству на изобретение №1739714 «Ротор вертикального трубчатого насоса «ЮВЕНАЛ», предназначенное для перекачивания жидкостей (МПК: F04D 1/14, 27.08.1996). Данный ротор вертикального трубчатого насоса, содержащий соединенные между собой и имеющие заборные и отводящие отверстия полые цилиндр и конус, в последнем из которых установлена диаметральная перегородка, отличается тем, что, с целью повышения всасывающей способности, перегородка выполнена S-образной, конус установлен в нижней части ротора и обращен вершиной вниз, а заборные отверстия расположены на конической поверхности за перегородкой по направлению вращения.Since the designs of volumetric hydraulic motors are similar to the designs of the corresponding volumetric pumps, the closest (prototype) to the claimed engine is the technical solution according to the copyright certificate for the invention No. 1739714 "Rotor of a vertical tubular pump" YuVENAL ", designed for pumping liquids (IPC: F04D 1/14, 08/27/1996). This rotor of a vertical tubular pump containing hollow cylinder and cone interconnected and having intake and outlet openings, the last of which has a diametrical baffle, is characterized in that, in order to increase the suction capacity, the baffle is made S-shaped, the cone is installed in the lower part of the rotor and faces downward, and the intake holes are located on the conical surface behind the partition in the direction of rotation.

Недостатки устройства-прототипа следующие. Вращаемый вместе с полым цилиндром полый конус с перегородкой и заборными отверстиями, погружаемый в жидкость, служит повышению всасывающей способности устройства; в то же время сама всасывающая способность устройства обусловлена и обеспечивается энергией, затрачиваемой на вращение полого цилиндра (трубы) как физического тела. Очевидно, что по мере заполнения трубы засасываемой жидкостью масса вращаемой трубы возрастает, и энергия, необходимая для вращения трубы с жидкостью, возрастает относительно энергии, необходимой для вращения пустой трубы.The disadvantages of the prototype device are as follows. Rotated together with a hollow cylinder, a hollow cone with a partition and intake holes, immersed in a liquid, serves to increase the suction capacity of the device; at the same time, the suction capacity of the device itself is determined and provided by the energy expended on the rotation of the hollow cylinder (pipe) as a physical body. Obviously, as the pipe is filled with sucked-in liquid, the mass of the rotated pipe increases, and the energy needed to rotate the pipe with the liquid increases relative to the energy needed to rotate the empty pipe.

Решаемая предлагаемой полезной моделью задача - создание эффективного двигателя на жидкости за счет обеспечиваемого предлагаемым устройством технического результата, который заключается в минимизации энергии, необходимой для вращения трубы - вала. При этом указанная минимизация энергии, необходимой для вращения трубы - вала, тем существеннее, чем больше масса жидкости, подаваемой в устройство.The problem being solved by the proposed utility model is the creation of an efficient fluid engine due to the technical result provided by the proposed device, which is to minimize the energy required for rotation of the pipe-shaft. Moreover, the specified minimization of the energy necessary for rotation of the pipe-shaft, the more significant, the greater the mass of liquid supplied to the device.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый двигатель на жидкости, содержащий соединенные между собой и имеющие заборные и отводящие отверстия полые вал и рабочий орган, в последнем из которых установлена диаметральная перегородка, отличается тем, что вал установлен горизонтально, рабочий орган представляет собой рабочее колесо, установленное на валу, указанная перегородка рабочего колеса выполнена глухой, внутри вала установлены два канала, концы которых соединены с одной стороны с заборными отверстиями в стенке вала, а с другой стороны - с полостями половин колеса, отводящие отверстия колеса выполнены в каждой половине колеса на его образующей в виде клапанов с форсункой, каждая половина колеса оснащена отверстиями для отвода воздуха. Глухая диаметральная перегородка рабочего колеса может быть выполнена S-образной. Устройство может быть выполнено с возможностью подачи жидкости, выбрасываемой клапанами с форсункой, в заборные отверстия в стенке вала.The problem is solved in that the proposed engine on a fluid containing interconnected and having intake and outlet holes, a hollow shaft and a working body, in the last of which a diametrical partition is installed, characterized in that the shaft is installed horizontally, the working body is an impeller, mounted on the shaft, the specified impeller baffle is made blind, two channels are installed inside the shaft, the ends of which are connected on one side to the intake holes in the shaft wall, and on the other the other side - with cavities of half the wheel, the exhaust holes of the wheel are made in each half of the wheel on its generatrix in the form of valves with nozzles, each half of the wheel is equipped with holes for air exhaust. The blind diametrical partition of the impeller can be made S-shaped. The device can be configured to supply fluid ejected by valves with a nozzle into the intake holes in the shaft wall.

Предлагаемый двигатель схематически иллюстрируется фигурами 1, 2, где фиг. 1 - общая схема двигателя, фиг. 2 - рабочее колесо в разрезе. Здесь:The proposed engine is schematically illustrated by figures 1, 2, where FIG. 1 is a general diagram of the engine, FIG. 2 - sectional impeller. Here:

1 - полый вал (в любых устройствах от станков до энергогенерирующих станций)1 - hollow shaft (in any device from machines to power generating stations)

2 - рабочее колесо с глухой S-образной диаметральной перегородкой 72 - impeller with a deaf S-shaped diametrical partition 7

3 - подшипники3 - bearings

4 - клапаны с форсункой4 - valves with nozzle

5 - каналы в полом вале 15 - channels in the hollow shaft 1

6 - отверстия для отвода воздуха6 - holes for air exhaust

7 - глухая S-образная диаметральная перегородка рабочего колеса 2.7 - blind S-shaped diametrical partition of the impeller 2.

Полый вал 1, вращающийся на подшипниках 3, установлен горизонтально; имеет заборные отверстия для подачи жидкости. Рабочее колесо 2 с глухой S-образной диаметральной перегородкой 7 установлено на валу 1. Ось вращения вала 1 и рабочего колеса 2 - общая, так как вал 1 вращается заодно с рабочим колесом 2. Внутри вала 1 установлены два канала 5, концы которых соединены с одной стороны с заборными отверстиями, выполненными в стенке вала 1 для забора жидкости, а с другой стороны - с полостями половин рабочего колеса 2, сформированных глухой перегородкой 7; один канал 5 предназначен для подачи забираемой жидкости в одну половину колеса 2, второй канал 5 предназначен для подачи забираемой жидкости в другую половину колеса 2. Отводящие отверстия рабочего колеса 2 выполнены в каждой половине рабочего колеса 2 оснащена отверстиями 6 для отвода воздуха. Устройство может быть выполнено с возможностью подачи жидкости, выбрасываемой из рабочего колеса 2 клапанами 4 с форсунками, в заборные отверстия в стенке вала 1, для последующей подачи жидкости через каналы 5 в соответствующие половины колеса 2.The hollow shaft 1, rotating on bearings 3, is mounted horizontally; has intake holes for fluid supply. The impeller 2 with a blind S-shaped diametrical partition 7 is mounted on the shaft 1. The axis of rotation of the shaft 1 and the impeller 2 is common, since the shaft 1 rotates at the same time with the impeller 2. Two channels 5 are installed inside the shaft 1, the ends of which are connected to on the one hand, with intake holes made in the wall of the shaft 1 for fluid intake, and on the other hand, with cavities of the halves of the impeller 2 formed by a blank partition 7; one channel 5 is designed to supply the fluid to be taken into one half of the wheel 2, the second channel 5 is designed to supply the taken fluid to the other half of the wheel 2. The outlet openings of the impeller 2 are made in each half of the impeller 2 and are equipped with openings 6 for venting air. The device can be configured to supply fluid ejected from the impeller 2 by valves 4 with nozzles into the intake holes in the wall of the shaft 1, for subsequent supply of fluid through the channels 5 to the corresponding halves of the wheel 2.

Двигатель работает следующим образом.The engine operates as follows.

Рабочее колесо 2 вращается, например, на оборотах 10.000 об/мин. Через заборные отверстия, выполненные в стенке полого вала 1 (сальники на фигурах не показаны), закачивается жидкость, например, вода в каналы 5 (по очереди) и далее через канал 5 - в соответствующую половину колеса 2.The impeller 2 rotates, for example, at 10,000 rpm. Through intake holes made in the wall of the hollow shaft 1 (seals are not shown in the figures), liquid, for example, water is pumped into the channels 5 (in turn) and then through the channel 5 into the corresponding half of the wheel 2.

Первоначально подача воды осуществляется в ту половину колеса 2, которая расположена выше другой половины колеса 2. По мере заполнения половины колеса 2 жидкостью через отверстие 6 выходит воздух; масса данной половины колеса 2 увеличивается, и под ее воздействием увеличивается энергия вращения вала 1 с колесом 2 (масса жидкости m превращается в энергию F: F=ma), а затраты энергии на вращение вала 1 с колесом 2, соответственно, уменьшаются. При полном заполнении половины колеса 2 жидкостью под ее давлением открывается клапан 4 с форсункой. Выбрасываемая через форсунку жидкость сообщает валу 1 с колесом 2 дополнительное ускорение вращения.Initially, water is supplied to that half of the wheel 2, which is located above the other half of the wheel 2. As the half of the wheel 2 is filled with liquid, air leaves through the hole 6; the mass of this half of the wheel 2 increases, and under its influence, the energy of rotation of the shaft 1 with the wheel 2 increases (the mass of the liquid m turns into energy F: F = ma), and the energy consumption for rotating the shaft 1 with the wheel 2, respectively, decreases. When half of the wheel 2 is completely filled with liquid under its pressure, valve 4 with a nozzle opens. The liquid ejected through the nozzle gives the shaft 1 with wheel 2 additional acceleration of rotation.

Степень заполнения половины колеса 2 известного объема подаваемой жидкостью и, соответственно, смена подачи жидкости через канал 5 с одной половины колеса 2 на другую половину колеса 2 контролируется и обеспечивается компьютером с соответствующим программным обеспечением.The degree of filling of half of the wheel 2 of a known volume with the supplied fluid and, accordingly, the change in the supply of fluid through the channel 5 from one half of the wheel 2 to the other half of the wheel 2 is controlled and provided by a computer with appropriate software.

Более тяжелая - заполняемая жидкостью - «верхняя» половина колеса 2, опускаясь, способствует подъему «нижней» половины колеса 2, придавая колесу 2 ускорение вращения. По мере смены положений «верхней» и «нижней» половин колеса 2 осуществляется смена подачи жидкости через канал 5 с одной половины колеса 2 на другую половину колеса 2.Heavier - filled with liquid - the "upper" half of the wheel 2, lowering, helps to raise the "lower" half of the wheel 2, giving the wheel 2 an acceleration of rotation. As the positions of the “upper” and “lower” halves of the wheel 2 change, the fluid supply through the channel 5 is changed from one half of the wheel 2 to the other half of the wheel 2.

Устройство может быть выполнено с возможностью подачи жидкости, выбрасываемой из рабочего колеса 2 клапанами 4 с форсунками, в заборные отверстия в стенке вала 1, для последующей подачи жидкости через каналы 5 в соответствующие половины колеса 2.The device can be configured to supply fluid ejected from the impeller 2 by valves 4 with nozzles into the intake holes in the wall of the shaft 1, for subsequent supply of fluid through the channels 5 to the corresponding halves of the wheel 2.

В предлагаемом двигателе при больших оборотах колесо 2 заполняется массой жидкости с дисбалансом половин колеса 2, обеспечивая дополнительное «раскручивание» вала 1 с колесом 2. При увеличении массы колеса 2 увеличивается мощность вала 1 (до нескольких раз); затраты энергии на вращение вал 1 с колесом 2 при этом уменьшаются.In the proposed engine at high speeds, the wheel 2 is filled with a mass of liquid with an imbalance of the halves of the wheel 2, providing additional "unwinding" of the shaft 1 with the wheel 2. With an increase in the mass of the wheel 2 increases the power of the shaft 1 (up to several times); the energy consumption for rotating the shaft 1 with the wheel 2 is reduced.

В целом, чем больше обороты и диаметр (объем) колеса, тем больше энергии производится предлагаемым двигателем. Очевидно, что эффективность двигателя возрастет при изготовлении вала и колеса из легких материалов.In general, the greater the speed and diameter (volume) of the wheel, the more energy is produced by the proposed engine. Obviously, engine efficiency will increase in the manufacture of the shaft and wheel of light materials.

Проведена экспериментальная проверка эффективности предлагаемого двигателя. Колесо с глухой перегородкой, установленное на валу, раскручивалось до 1.500 об/мин в течение 5 мин. Измерялся расход электроэнергии на вращение вала с колесом.An experimental verification of the effectiveness of the proposed engine. A wheel with a blank partition mounted on the shaft spins up to 1,500 rpm for 5 minutes. The power consumption for the rotation of the shaft with the wheel was measured.

Затем в колесо с глухой перегородкой закачивалась вода. Колесо с глухой перегородкой, заполненное водой, раскручивалось на валу до 1.500 об/мин в течение 5 мин. Расход электроэнергии на вращение вала с колесом, заполненным водой, уменьшался на 2-3%.Then, water was pumped into the wheel with a blank partition. A wheel with a blank partition filled with water was spun on the shaft to 1,500 rpm for 5 minutes. The power consumption for rotating the shaft with a wheel filled with water decreased by 2-3%.

Таким образом, решена задача создания эффективного двигателя на жидкости за счет обеспечиваемого предлагаемым устройством технического результата, который заключается в минимизации энергии, необходимой для вращения трубы. При этом указанная минимизация энергии, необходимой для вращения трубы, тем существеннее, чем больше масса жидкости, подаваемой в устройство.Thus, the problem of creating an effective engine on a liquid due to the technical result provided by the proposed device, which is to minimize the energy required for rotation of the pipe, has been solved. Moreover, the specified minimization of the energy required for rotation of the pipe, the more significant, the greater the mass of liquid supplied to the device.

Предлагаемый двигатель устанавливается в любых устройствах (от станков до энергогенерирующих станций), где имеется вращающийся вал, для минимизации энергии (например, электрической, гидравлической), затрачиваемой не вращение данного вала. Соответственно, предлагаемый двигатель дает возможность экономить энергию, затрачиваемую не вращение данного вала (например, электроэнергию, гидравлическую энергию).The proposed engine is installed in any device (from machine tools to power generating stations), where there is a rotating shaft, to minimize the energy (for example, electric, hydraulic) spent not rotating this shaft. Accordingly, the proposed engine makes it possible to save energy spent not rotating this shaft (for example, electricity, hydraulic energy).

Claims

1. The liquid engine, containing interconnected and having intake and outlet holes, a hollow shaft and a working body, in the last of which a diametrical baffle is installed, characterized in that the shaft is installed horizontally, the working body is an impeller mounted on the shaft, indicated the impeller partition is blind, two channels are made inside the shaft, the ends of which are connected on one side to the intake holes in the shaft wall, and on the other hand, to the cavities of the wheel halves, which divert about the holes of the wheel are made in each half of the wheel on its generatrix in the form of valves with a nozzle, each half of the wheel is equipped with openings for air exhaust.

2. The liquid engine according to claim 1, characterized in that the blind diametrical partition of the impeller is made S-shaped.

3. The fluid engine according to claim 1, characterized in that it is configured to supply fluid ejected by valves with a nozzle into the intake holes in the shaft wall.