RU20946U1 - Устройство, преобразующее вращательное движение в поступательное движение в одном направлении - Google Patents

Description

. 200lJ 2 j i§

y-i-.ivvvMICH F16H27/00

Устройство, преобразующее вращательное движение в поступательное движение в одном направлении.

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к авиационнокосмической технике, и может быть использована для создания непрерывного гравитационного тягового усилия при перемещении объектов.

Известно устройство для непрерывной передачи хфутящего момента с периодически изменяющимся передаточным отношением 1, содержащее диск с раддальными пазами осесимметричного кошура и водило, выполненное в виде двух оппозигао расположенных кривошипов с размещенньши на концах рамками, установленными на одинаковом расстоянии от оси вращения водила, в диске выполнено сообщающееся с пазами отверстие, которого равен разности межосевого расстояния водила и ролика и радиуса ролика, диск установлен эксцентрично относительно водила с возможностью ступенчатого

измениения величины эксцентриситета, количество пазов диска выбирается из ряда 4, б, 8, 10..., а контур кащ|;ой боковой поверхности каждого паза очерчен по касательной к семейству окружностей, радиус каждой из которых не меньше радиуса ролика, а центр принадлежит кривым.

Данное устройство позволяет непрерывное осуществление передачи крутящего момента от ведущего звена, вращающего равномерно, к ведомому звену, скорость вращения которого периодически меняется в узком диапозоне относительно некоторого значения.

Однако, данный механизм не позволяет получить вращение с угловым ускорением с различными значениями ускорения в одни и те же моменгы времени в разных точках элемента вращения, что является неп{ емеш1ым условием получения гравитационного тягового усилия.

УПВДПД содержит корпус, соединвнн&Ш с хфеобразователвм вращательного движения в поступательное (ПВДП), включающий в себя элементы вращения в ввде грузов, расположенных на вращаемом диске, приводной двигатель и автономный источник питания приводного двигателя.

Поступательное движение в одном направлении тфоисходит под действием усилия, возникающего в результате движения элементов вращения, создающих это усилие по круговой траектории. Элементы вращения выпо.1шены в виде грузов, которые движутся по круговой траектории с ускорением на всей половине оборота, тфотивоположной направлению поступательного движения, иди на части этой половины оборота.

В резу.11ьтате такого ускоренного движения возникает реактивное усилие, которое смещено относительно оси вращения грузов и создает тяговое усилие, действующее в одном направлении.

При движении по другой половине оборота, расположенной со стороны, в направлении которой происходит пос1упательное движение, грузы движутся с дфугим ускорением, или же реактивное усилие, возникающее при движении с тем же ускорением, щ}оисходит через ось вращения. В любом случае не возникает усшше, нахфавлешюе в сторону, 11ротивополож1огю заданному направлению поступательного движения.

Данное УПВДПД позволяет тфеобразовывать вращательное движение в поступательное даижение в одном направлении за счет возникновения реактивного усилия, возникающего в результате ускоренного вращения элементов вращения, вьшолненных в вцце грузов. Область тфименения данного устройства - горизонтальное перемещение с опорой на плоскость.

Однако данное устройство не обеспечивает получение гравитащюнного тягового усилия, для чего необходимо ускорить элеменгы вращения с различными значениями ускорения в одни и те же моменты времени в разных точках элемента вращения 3.

кроме того в данном УПВДПД , возникающие реактивные усилия имеют гферывистый характер, что 1фиводит к опасным вибрациям всего устройства из-за биения элементов вращения. Поэтому н ащивание величины реактивного силия ) мощности, что связано с увеличением угловой скорости элементов вращения, мапоперспективно, что резко сужает диапазон тфименения данного устройства. Кроме того, опасные вибрации УПВДПД гриводят к снижению надежности данного устройства при многократном использовании.

Все вышеизложенное не позволяет гфименять данное устройство в авиационно-космической технике.

Техническим решением предложения является расширение функциональных возможностей устройства, хфеобразующего вращательное движение в поступательное движение в одном направлении ,за счет создания нетферывного гравитационного тягового усилия для применения его в авиационно-космической технике, а также повышение надежности его работы 1ФИ многократном использовании и улучшении его эксплуатационных качеств за счет снижения вибраций устройства таутем. удаления биений элементов вращения.

Для достижения этого предлагается в устройстве, 1феобразующем вращательное движение в поступательное движение в одном направлении, содержащем корпус, соединенный с преобразователем вращательного движения в поступательное движение, включающим в себя основной элемент вращения, приводной двигатель и автономный источник питания гриводаого двигателя, тфеобразователь вращательного движения в поступательное движение дополнительно снабжен насосом, основной элемент вращения вьшолнен в вцце трубы и жцщсой ртуга расположенной в трубе и насосе, хфичем труба выполнена в форме конусной сшфали, соосной продольной оси устройства, а насос расположен относительно конусной спирали, образованной трубой так, что выпускной патрубок насоса соединен с трубой со стороны основания спирали, образованной трубой, а впускной патрубок насоса соединен с

трубой при вершине KOiQca спирали, тфи этом насос соединен с приводным двигателем, а корпус снабжен местами крепления для соединения с перемещаемым объектом.

Кроме того, в этом устройстве в ПВДП может быть установлен дополнительный элемент вращения в ввде трубы и жцщсой ртути, расположенной в этой трубе, 1фичем эта труба выполнена в форме кояусной спирали, соосной оси устройства, при этом насос снабжен дополнительным впускным и выпускным патрубками и расположен относительно конусной спирали, образованной этой трубой, так, что дополнительный выпускной патрубок насоса соединен с этой трубой со стороны основания спирали, образованной этой трубой, а дополшпельшхй впускной патрубок насоса соединен с этой трубой при вершине конуса спирали, тфи чем труба основного элемента вращения и труба дополнительного элемента вращения равны между собой и образуют в совокупности двухзаход10ю конусную стшраль. Кроме того, в этом устройстве в ПВДП может быть установлено

несколько дополнительных элементов вращения в Бвде труб и жццкой ртути, расположенной в этих трубах, тфичем трубы выполнены в форме конусных сттиралей, соосных оси устройства, при этом насос снабжен дополнительными впускными и выгускными ттатрубками и расположены относительно KOI CHEOX стшралей, образованных трубами так, что дополнительные вьп скные ттатрубкн насоса соединены с трубами со стороны оснований конусов , образованных трубами, а дополнительные вгускные ттатрубки насоса соединены с этими трубами тфи верттшнах конусов сттиралей, ттричем труба основного элемента вращения и трубы дотшлнигельных элементов вращения равны между собой и образуют в совокупности многозаход кошеную спираль.

Сущность полезной модели показана на чертежах, где на фиг.1 УПВДПД с одним элементом вращения, на. фиг.2 - УПВДПД с двумя элементами вращения.УПВДПД содержит (фиг.1) KOpTiycl, ПВДП 2

%

включающий 1ФИВОДНОЙ двигатель 3, например электрический, автоиомиый источиик 4 питания приводного двигателя 3, основной элемент 5 вращения в вцце ртути б и трубы 7 в форме конусной сшфаяи, насос 8 (натфимер ,щнековый насос) с выпускными патрубками 9 и втцскными патрубками 10, место 11 крепления для соедииения с перемещаемым объектом 12.

УПВДПД может содержать (фиг.2) ПВДП с дополнительным элементом 16 вращения с трубой 13, также в ввде спирали, заполненной жидкой ртутью 17, 1ФИ этом один ее конец со стороны основания подсоединен к дополнительному выпускному патрубк/ 14 насоса 8, а дфугой ее конец со стороны верщины спирали подсоединен к дополнительному вт скному патрубку 15 насоса 8. Количество дополнительных элементов вращения трубами может быть более двух, (на рис. не показано), при этом количество труб огфедеяяется из соотнощения

VPC-VH .где.

п-общее количество труб,

Урс- объем ртути,

VH - свободный объем рабочей полости, впускного и выпускного патрубка насоса,

Урт - объем ртути в одной трубе, а дпина одной трубы отфеделяется из соотношения

V -V

. где яО п

L-длина трубы,

Урс - объем ртути,

Ун- свободный объем рабочей полости насоса, впускного и вьи скного патрубков насоса,

Угол 1ФИ вершине конуса спирали трубы (или труб) может быть в интервале более 0° и менее , нахфимер 90° - 120.

При размерах углов, отличающихся от диапазона 90 - , величина гравитационного тягового усилия значительно отличается от максимума, тфиходящегося на этот диапазон и тфи значениях О и равна . Оптимальное общее количество элементов вращения может быть 1-S. При большем количестве элементов вращения возникают технические трудности в

реализации.

Работа предлагаемого УПВДПД (см. фиг. 1) происходит следующим образом. Ртуть полностью заполняет трубу 7, насос 8 и его патрубки 7 и 13. Приводной двигатель 3 запитывается от автономного источника 4 питания хфиводного двигателя и вращает насос 8.При этом ртуть 6 основного элемента вращения 5 движется из выг скного патрубка 9 насоса .8 по трубе 7 в ввде конусной спирали от ее основания к вершине последовательно по вигкам с возрастающей кривизной. В результате чего ртуть 6 движется, с угловым ускорением с различными значениями ускорения в одни и те же моменты времени в разных точках основного элемента S вращения, при этом в ПВДП возникает гравитационное тяговое усилие , направленное ( показано стрелкой) вдоль продольной оси устройства от вершины ко10сной сшфали из трубы 7 к ее основанию. Устройство через места 11 крепления воздействует на перемещаемый объект 12, в результате чего последний получает 1Ц)1фащение скорости.

Работа 1феддагаемого УПВДПД ( см. фиг.2) щюисходигг аналогично.

Данный процесс ие1ферыве1 не вызывает опасных вибраций, так как отсутствуегг биение элемента вращения. Конструкция устройства проста и имеет высокую надежность работы щ)и многократном использовании, что делает

возможным применение данного устройства в авиационно космической технике.

Таким образом, применение УПВДПВ под воздействием усилия, возникающего в результате вращения элементов вращения, создающих это усилие, путем создания нетферывного гравитационного тягового усилия с жицкой ртутью, размещенной в трубе, в качестве элемента вращения, позволяет существенно повысить надежность работы за счет исключения опасных вибраций из-за биения элементов вращения, значительно улучшить эксплуатационные хара кгержяшая, а также увеличить мощность данного устройства в широких предеашх, что делает возможньш применение данного устройства в авиационно-космической технике, например в качестве двигателей малой тяги или двигателей коррекции орбиты.

ЛИТЕРАТУРА

1.Патент РФ №2115048, MKHira,F16H 27/06

2.Патент США №3653269 МКИ пл.Р16Н 27/00

Э.ПоляковС.М.,Поляков О.М.Вввдение в экспериментальную гравитоша.М.,Прометей.1991 г.(стр.7-50)

Claims (3)

1. Устройство, преобразующее вращательное движение в поступательное движение в одном направлении, содержащее корпус, соединенный с преобразователем вращательного движения в поступательное движение, включающим в себя основной элемент вращения, приводной двигатель и автономный источник питания приводного двигателя, отличающееся тем, что преобразователь вращательного движения в поступательное движение устройства дополнительно снабжен насосом, основной элемент вращения выполнен в виде трубы и жидкой ртути, расположенной в трубе и насосе, причем труба выполнена в форме конусной спирали, соосной продольной оси устройства, а насос расположен относительно конусной спирали, образованной трубой так, что выпускной патрубок насоса соединен с трубой со стороны основания конусной спирали, образованной трубой, а впускной патрубок насоса соединен с трубой при вершине конуса спирали, при этом насос соединен с приводным двигателем, а корпус снабжен местами крепления для соединения с перемещаемым объектом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в преобразователе вращательного движения в поступательное движение этого устройства установлен дополнительный элемент вращения в виде трубы и жидкой ртути, расположенной в этой трубе, причем эта труба выполнена в форме конусной спирали, соосной оси устройства, при этом насос снабжен дополнительным впускным и выпускным патрубками и расположен относительно конусной спирали, образованной этой трубой, так, что дополнительный выпускной патрубок насоса соединен с этой трубой со стороны основания конусной спирали, образованной трубой, а дополнительный впускной патрубок насоса соединен с этой трубой при вершине конуса спирали, причем труба основного элемента вращения и труба дополнительного элемента вращения равны между собой и образуют в совокупности двухзаходную конусную спираль.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в преобразователе вращательного движения в поступательное движение устройства установлено несколько элементов вращения в виде труб и жидкой ртути, расположенной в этих трубах, причем трубы выполнены в форме конусных спиралей, соосных оси устройства, при этом насос снабжен дополнительными впускными и выпускными патрубками и расположен относительно конусных спиралей, образованных трубами, так, что дополнительные выпускные патрубки насоса соединены с трубами со стороны оснований конусов спиралей, образованных трубами, а дополнительные впускные патрубки насоса соединены с трубами при вершинах конусов спиралей, причем труба основного элемента вращения и трубы дополнительных элементов вращения равны между собой и образуют в совокупности многозаходную конусную спираль, а количество труб определяется из соотношения

где n - количество труб;
V_PC - суммарный объем ртути;
V_H - свободный объем рабочей полости насоса, впускного и выпускного патрубка насоса;
V_PT - объем ртути в одной трубе.