RU2176747C2 - Гидравлический двигатель - Google Patents
Гидравлический двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2176747C2 RU2176747C2 RU2000102541A RU2000102541A RU2176747C2 RU 2176747 C2 RU2176747 C2 RU 2176747C2 RU 2000102541 A RU2000102541 A RU 2000102541A RU 2000102541 A RU2000102541 A RU 2000102541A RU 2176747 C2 RU2176747 C2 RU 2176747C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- crankshaft
- inlet
- camshaft
- water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Motors (AREA)
Abstract
Двигатель предназначен для преобразования энергии потока воды, подводимого к нему по питательной трубе. Двигатель содержит питательную емкость, коленчатый вал с маховиком и опорами коренных подшипников, шатуны, гильзы цилиндров, расположенные ниже коленчатого вала, подводящую и отводящие трубы, впускные и выпускные клапаны, распределительный вал с впускными и выпускными кулачками, имеющий кинематическую связь с коленчатым валом, направляющие стержни, установленные по оси гильз, поршни с кронштейнами и направляющими втулками, имеющие зазор между гильзой и поршнем без уплотнения. Также двигатель оснащен дополнительными питательными трубами, соединенными с питательной емкостью и цилиндром по его высоте и периметру и имеющими впускные клапаны с приводом от распределительного вала. Конструкция позволяет увеличить мощность двигателя. 2 ил.
Description
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства.
Известен гидравлический двигатель /водяной/, содержащий коленчатый вал с маховиком и опорами коренных подшипников, шатуны, связанные с валом и поршнями, размещенными в гильзах цилиндров, сообщенных трубопроводом с питательной емкостью. Гильзы цилиндров расположены ниже коленчатого вала. Двигатель работает на основе гидростатического и гидродинамического напоров. Для этого необходим подвод воды из водонапорной башни или от гидротехнических сооружений с большим напором /1/.
Недостатком такого гидравлического двигателя является то, что сначала вода при помощи какого-то энергетического устройства закачивается в водонапорную башню, а затем запасенную при этом энергию используют на привод водяного двигателя. Рациональность такого приема и технического решения вызывает сомнение. Наличие естественного водоема с напором, адекватным высоте водонапорной башни, целесообразно использовать с применением известных реактивных турбин. Наличие низкого напора /1...1,5 м/ естественного водоема обладает малым гидростатическим и гидродинамическим напорами и работа водяного двигателя становится неэффективной.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является "Двигатель Кузьмина", который содержит питательную емкость, коленчатый вал с маховиком и опорами коренных подшипников, шатуны, гильзы цилиндров, расположенных ниже коленчатого вала, подводящие и отводящие трубы, впускные и выпускные клапаны, распределительный вал с впускными и выпускными кулачками, имеющий кинетическую связь с коленчатым валом, направляющие стержни, установленные по оси гильз, поршни с кронштейнами и направляющими втулками, имеющими зазор между гильзой и поршнем без уплотнения /2/.
Недостатком двигателя Кузьмина является то обстоятельство что для повышения скорости движения поршня и мощности, предусматривается превышение напора воды в питательной емкости по сравнению с необходимым. При этом часть жидкости изливается через верхнюю образующую гильзы цилиндра и отводится в открытое русло потока, не производя полезной работы. Возрастают капитальные затраты на строительство и стоимость вырабатываемой энергии.
Задачей изобретения являются повышение эффективности работы гидравлического двигателя за счет более полного использования энергии потока воды, подводимого к нему по питательной трубе.
Поставленная задача осуществляется внесением в конструкцию двигателя Кузьмина дополнительных питательных труб, оборудованных клапанами и расположенных по высоте и периметру гильзы. Это способствует более быстрому наполнению полости цилиндра под поршнем и зазора между цилиндром и поршнем водой до верхней образующей поршня. Только в этом случае подъемная сила Архимеда будет максимальной и постоянной при движении поршня при рабочем ходе до верхней мертвой точки. При этом возрастает скорость движения поршня и мощность двигателя. Указанное обстоятельство можно проанализировать из известных формул:
N = Mкр•ω•ηм, (1)
N = PА•Uп•ηм, (2)
где N - мощность двигателя; Mкр - крутящий момент; ω - угловая скорость; ηм - механический КПД; PА - подъемная сила Архимеда; Vп - скорость движения поршня.
N = Mкр•ω•ηм, (1)
N = PА•Uп•ηм, (2)
где N - мощность двигателя; Mкр - крутящий момент; ω - угловая скорость; ηм - механический КПД; PА - подъемная сила Архимеда; Vп - скорость движения поршня.
На фиг. 1, 2 схематично показано устройство и принцип действия одноцилиндрового гидравлического двигателя. В том числе на фиг. 1 - положение коленчатого вала, поршня, воды, впускных клапанов, кулачков распределительного вала при рабочем ходе поршня - /вверх/.
На фиг. 2 - положение этих же деталей при совершении холостого хода поршня /вниз/. Гидравлический двигатель содержит: 1 - питательная емкость для воды; 2 - питательная труба; 3 - впускной клапан; 4 - гильза; 5 - поршень; 6 - направляющий стержень; 7 - втулка; 8 - кронштейн; 9 - шатун; 10 - коленчатый вал; 11 - маховик; 12 - привод распределительного вала; 13 - распределительный вал; 14 - кулачок впускного клапана; 15 - выпускной клапан; 16 - кулачок выпускного клапана; 17, 18 - задвижки; 19 - кулачок впускного клапана; 20 - впускной клапан; 21 - питательная труба.
Предлагаемый гидравлический двигатель работает следующим образом. При помощи задвижек 17, 18 питательная емкость 1 соединяется с питательными трубами 2, 21. Вода через впускные клапаны 3, 20 при поднятом положении кулачка впускного клапана 14 и опущенном положении впускного клапана 20 распределительного вала 13 поступает в полость под поршнем 5 и в кольцевой зазор между поршнем 5 и гильзой 4. Поршень 5 перемещается по направляющему стержню 6 и втулке 7. Кронштейн 8 при помощи шарнира соединен с шатуном 9, и последний с - кривошипом коленчатого вала 10. При помощи привода распределительного вала 12 коленчатый вал 10 кинематически соединен с распределительным валом 13 и кулачками 14, 16, 19. При совершении холостого хода поршня 5 /фиг. 2/ выпускной клапан 15 открыт за счет его подъема кулачком выпускного клапана 16, а за счет подъема кулачка впускного клапана 19 и впускного клапана 20 прекращается подача воды из питательной трубы 21 под поршень 5 и в кольцевой зазор между поршнем 5 и гильзой 4.
Вода через отверстие выпускного клапана 15 сливается в открытое русло водотока.
Превышение уровня воды "И" в питательной емкости 1 над положением воды в гильзе 4 и поршнем 5 при верхней мертвой точке /фиг. 1/ расходуется на преодоление потерь энергии /напора/ при движении воды по питательным трубам 2, 21 и эффекта вихреобразования под поршнем 5 и в кольцевом зазоре между поршнем 5 и гильзой 4 в момент их заполнения водой.
Увеличение мощности гидравлического двигателя зависит от подъемной силы Архимеда и скорости движения поршня 5 /см. формулы 1, 2/, а значение подъемной силы Архимеда - от объема воды, вытесненной поршнем 5
PA= ρgW, (3)
W = ω•h, (4)
ω = πd2/4, (5)
где W - объем воды, вытесненной поршнем 5; ω - живое сечение поршня; h - высота поршня; d - диаметр поршня.
PA= ρgW, (3)
W = ω•h, (4)
ω = πd2/4, (5)
где W - объем воды, вытесненной поршнем 5; ω - живое сечение поршня; h - высота поршня; d - диаметр поршня.
Таким образом, увеличение высоты гильзы 4, связанное с повышением мощности гидравлического двигателя, диктует включение в него нескольких дополнительных питательных труб 21 /кроме питательной трубы 2/, расположенных по высоте гильзы 4 и соединенных с ней в нескольких точках по ее периметру /на фиг. 1, 2 не указаны/.
Для каждой дополнительной трубы 21 имеется клапан 20 и кулачок 19 распределительного вала 13. Наличие питательной трубы /труб/ 21 обеспечит исключение эффекта вихреобразования потока воды под днищем поршня 5 и в кольцевом зазоре между поршнем 5 и гильзой 4 и быстрое, равномерное их заполнение водой, повышение скорости движения поршня 5 и соответственно повышение мощности гидравлического двигателя.
Преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом является повышение скорости движения поршня при рабочем ходе и мощности гидравлического двигателя за счет увеличения скорости наполнения водой цилиндра 4 до уровня верхней образующей поршня 5 с исключением перелива воды из цилиндра. Вся энергия воды, подводимая по питательным трубам 2, 21 расходуется на привод коленчатого вала 10.
Таким образом, повышается эффективность работы предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.
Следует отметить, что по своей сути поршень 5 может быть назван поплавком, установленным с зазором в гильзе 4. При этом имея в виду, что поршень - это подвижная деталь машины, плотно перекрывающая поперечное сечение гильзы, а этого в предлагаемом техническом решении двигателя нет. Плотное перекрытие поперечного сечения изменяет сущность работы заявленного двигателя /3/.
Источники информации, принятые во внимание
1. А.с. СССР, 5183, F 03 C 1/02, 1928.
1. А.с. СССР, 5183, F 03 C 1/02, 1928.
2. Патент РФ, 2140562, F 01 B 29/08, 1999 - прототип.
3. Краткий политехнический словарь, изд-ние 3. М.: Советская энциклопедия, 1989, с. 406.
Claims (1)
- Гидравлический двигатель, включающий питательную емкость, коленчатый вал с маховиком и опорами коренных подшипников, шатуны, гильзы цилиндров, расположенные ниже коленчатого вала, подводящую и отводящую трубы, впускные и выпускные клапаны, распределительный вал с впускными и выпускными кулачками, имеющий кинематическую связь с коленчатым валом, направляющие стержни, установленные по оси гильз, поршни с кронштейнами и направляющими втулками, имеющие зазор между гильзой и поршнем без уплотнения, отличающийся тем, что гидравлический двигатель оснащен дополнительными питательными трубами, соединенными с питательной емкостью и цилиндром по его высоте и периметру и имеющими впускные клапаны с приводом от распределительного вала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000102541A RU2176747C2 (ru) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | Гидравлический двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000102541A RU2176747C2 (ru) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | Гидравлический двигатель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2176747C2 true RU2176747C2 (ru) | 2001-12-10 |
RU2000102541A RU2000102541A (ru) | 2002-01-20 |
Family
ID=20230133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000102541A RU2176747C2 (ru) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | Гидравлический двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2176747C2 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104976049A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-10-14 | 李�浩 | 一种利用水力学实现动力输出的方法及水力学活塞 |
RU2631474C1 (ru) * | 2016-03-22 | 2017-09-22 | Дереник Смбатович Адамян | Гидросиловая установка |
RU2665739C1 (ru) * | 2017-07-03 | 2018-09-04 | Олег Владимирович Борисенко | Незаглубленный водный двигатель борисенко |
RU2691708C1 (ru) * | 2018-04-24 | 2019-06-17 | Дереник Смбатович Адамян | Гидроэлектростанция адамянов |
RU2733736C1 (ru) * | 2019-04-24 | 2020-10-06 | Дереник Смбатович Адамян | Гидроэлектростанция |
-
2000
- 2000-02-01 RU RU2000102541A patent/RU2176747C2/ru active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104976049A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-10-14 | 李�浩 | 一种利用水力学实现动力输出的方法及水力学活塞 |
CN104976049B (zh) * | 2015-07-22 | 2017-06-20 | 李�浩 | 一种利用水力学实现动力输出的方法及水力学活塞 |
RU2631474C1 (ru) * | 2016-03-22 | 2017-09-22 | Дереник Смбатович Адамян | Гидросиловая установка |
RU2665739C1 (ru) * | 2017-07-03 | 2018-09-04 | Олег Владимирович Борисенко | Незаглубленный водный двигатель борисенко |
RU2691708C1 (ru) * | 2018-04-24 | 2019-06-17 | Дереник Смбатович Адамян | Гидроэлектростанция адамянов |
RU2733736C1 (ru) * | 2019-04-24 | 2020-10-06 | Дереник Смбатович Адамян | Гидроэлектростанция |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101169944B1 (ko) | 수력터빈용 유압 증속 동력전달장치 | |
EP0117739B1 (en) | Water engine | |
RU2176747C2 (ru) | Гидравлический двигатель | |
DK177695B1 (en) | A large slow running turbocharged two-stoke uniflow internal combustion engine with crosshead and a cam driven exhaust valve actuation system | |
EP1084335B1 (en) | Piston engine | |
NO316986B1 (no) | Vannkraftmaskin | |
RU2105906C1 (ru) | Гидравлический двигатель-таран | |
RU40659U1 (ru) | Гидростатический двигатель | |
JP3629266B1 (ja) | 駆動装置及びこの駆動装置への圧力液供給システム | |
RU2140562C1 (ru) | Двигатель кузьмина | |
RU2001131662A (ru) | Установка для аккумулирования кинетической энергии | |
RU2000102541A (ru) | Гидравлический двигатель | |
CN113738843A (zh) | 水轮机液压传动式动力机带动发电机组工作的发电装置 | |
RU2198324C2 (ru) | Водяной насос с энергосберегающим приводом | |
Singh | Development of human powered drinking water pump | |
CN113738654A (zh) | 水轮机液压传动式动力机带动扬水泵工作的提灌装置 | |
RU46143U1 (ru) | Экологически чистое водозаборное устройство | |
JPH0429088Y2 (ru) | ||
CN204610170U (zh) | 活塞式水泵 | |
RU95104515A (ru) | Способ работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления | |
CN112524050A (zh) | 一种水动力推进装置 | |
RU2242640C2 (ru) | Гидравлический двигатель-таран | |
SU6594A1 (ru) | Тихоходный ротативный насос | |
RU2182267C2 (ru) | Гидравлический двигатель-таран | |
RU2045664C1 (ru) | Мотор-насос |