RU2263226C2 - Hydropneumatic drive with summary rotation torque - Google Patents

Hydropneumatic drive with summary rotation torque Download PDF

Info

Publication number
RU2263226C2
RU2263226C2 RU2003112437/06A RU2003112437A RU2263226C2 RU 2263226 C2 RU2263226 C2 RU 2263226C2 RU 2003112437/06 A RU2003112437/06 A RU 2003112437/06A RU 2003112437 A RU2003112437 A RU 2003112437A RU 2263226 C2 RU2263226 C2 RU 2263226C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
buckets
air
water
fan
spool
Prior art date
Application number
RU2003112437/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003112437A (en
Original Assignee
Катюхин Иван Григорьевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Катюхин Иван Григорьевич filed Critical Катюхин Иван Григорьевич
Priority to RU2003112437/06A priority Critical patent/RU2263226C2/en
Publication of RU2003112437A publication Critical patent/RU2003112437A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263226C2 publication Critical patent/RU2263226C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; energy converters.
SUBSTANCE: proposed drive is designed for converting compressed air energy into mechanical rotation and it can be used as reduction gear. Device contains fan set into rotation by motor, tank with inner space filled with water, wheel with supports and buckets arranged below water level and provided with flow-out channels, and spool with movable ring and fixed plate. Holes are made on side of buckets and in movable ring of spool to fill buckets with water and air. Holes are made in fixed plate to deliver air into buckets from fan along air ducts. Partitions and braces can be made inside buckets. Drive can be furnished with baffle screen, and can be taken for fan overwater part of tank space.
EFFECT: provision of effective and reliable operation.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к гидравлическим приводам, использующим выталкивающую силу воды.The invention relates to hydropower, in particular to hydraulic drives using the buoyancy of water.

Известен воздушно-водяной двигатель, который можно использовать в качестве привода, содержащий опору с установленным на ней на горизонтальной оси рабочим колесом, на ободе которого расположены камеры, сообщающиеся между собой посредством пустотелых спиц, двигатель снабжен компрессором с золотниками, закрепленными на опоре дугами и упорами, при этом обод выполнен в виде трубчатых осей с наружной прямоугольной пластиной, а камеры - в виде охватывающих оси и пластины корпусов, боковые стенки которых представляют незамкнутые цилиндры, торцевые фланцы которых установлены на подшипниках, обеспечивающих вращение камер (См. патент Российской Федерации №2103544С1, МПК 6 F 03 В 17/02, 27.01.1998). Однако данное устройство имеет подвижные камеры и перегородки, что создает большие гидравлические и механические потери и снижет надежность в работе.Known air-water engine, which can be used as a drive, containing a support with an impeller mounted on it on a horizontal axis, on the rim of which there are chambers communicating with each other by means of hollow spokes, the engine is equipped with a compressor with spools, arcs and stops fixed to the support wherein the rim is made in the form of tubular axes with an outer rectangular plate, and the chambers are in the form of enclosing axes and plate bodies, the side walls of which are open cylinders, end faces whose flanges are mounted on bearings ensuring rotation of the chambers (See patent of the Russian Federation No. 2103544C1, IPC 6 F 03 17/02, 01/27/1998). However, this device has movable chambers and partitions, which creates large hydraulic and mechanical losses and reduces reliability.

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании гидровоздушного привода, обеспечивающего получение крутящего момента с малыми гидравлическими и механическими потерями, использующего помимо силы всплытия реактивную силу истечения воды из ковшей, что упрощает конструкцию, обеспечивает повышенную надежность и эффективность в работе и позволяет использовать его в качестве редуктора.The objective of the invention is to create a hydraulic drive that provides torque with low hydraulic and mechanical losses, using, in addition to the ascent force, the reactive force of the outflow of water from the ladles, which simplifies the design, provides increased reliability and efficiency in operation and allows it to be used as a gearbox.

Указанный технический результат достигается тем, что гидровоздушный привод содержит вентилятор, приводимый во вращение мотором, бак с внутренней полостью, заполненной водой, погруженное ниже уровня воды колесо с опорами и ковшами, имеющими реактивные каналы истечения, и золотник с подвижным кольцом и неподвижной пластиной, при этом на боковых сторонах ковшей и в подвижном кольце золотника выполнены отверстия для заполнения ковшей водой и воздухом, а в неподвижной пластине выполнены отверстия для подачи воздуха в ковши от вентилятора посредством воздуховодов. Для достижения механической прочности ковшей внутри выполнены перегородки и стяжки. Отбойный экран, установленный в нижней части бака, не позволяет воде совершать вращение.The specified technical result is achieved by the fact that the hydraulic air drive contains a fan driven by a motor, a tank with an internal cavity filled with water, a wheel with supports and buckets having reactive flow channels submerged below the water level, and a spool with a movable ring and a fixed plate, on the sides of the buckets and in the movable ring of the spool, holes are made for filling the buckets with water and air, and in the fixed plate there are holes for supplying air to the buckets from the fan through ductwork. To achieve the mechanical strength of the buckets, partitions and couplers are made inside. A baffle plate mounted at the bottom of the tank does not allow water to rotate.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показан общий вид гидровоздушного привода (в разрезе), а на фиг.2 - вид в плане.The invention is illustrated by graphic materials, where in Fig.1 shows a General view of the hydraulic drive (in section), and Fig.2 is a view in plan.

Гидровоздушный привод содержит бак 1, в котором помещено рабочее колесо 2 с ковшами (емкостями) 3, на боковых сторонах которых выполнены отверстия 4 с подвижным кольцом золотника 5, через которые во внутрь ковшей 3 через отверстие 6 неподвижной пластины золотника 7 и воздуховоды 8 от компрессора (вентилятора) 9 может подаваться сжатый воздух. Вентилятор 9 приводится во вращение мотором 10, обеспечивая подачу воздуха необходимого количества и давления для выталкивания воды из ковшей 3. Каналы истечения (выхода) воды 11 из ковшей 3 представляют собой реактивные сопла, расположенные на окружности колеса 2. Пластины 5 и 7 и отверстия 4 и 6 золотника призваны подавать и удерживать воздух в ковшах 3 во время их всплытия. В погруженном состоянии колесо 2 удерживается опорами 12 верхнего или любого крепления.The hydraulic actuator contains a tank 1, in which the impeller 2 with buckets (tanks) 3 is placed, on the sides of which holes 4 are made with a movable spool ring 5, through which inside the buckets 3 through the hole 6 of the fixed plate of the spool 7 and air ducts 8 from the compressor (fan) 9 can be supplied with compressed air. The fan 9 is driven into rotation by the motor 10, providing the necessary amount of air and pressure to push water out of the buckets 3. The outflow (outlet) channels of water 11 from the buckets 3 are jet nozzles located on the circumference of the wheel 2. Plates 5 and 7 and holes 4 and 6 spools are designed to supply and hold air in buckets 3 during their ascent. When immersed, the wheel 2 is held by the supports 12 of the upper or any mount.

Привод также содержит вал 13 (фиг.2) для отбора крутящего момента и воздуховоды 8, выходящие за стенки бака 1.The drive also contains a shaft 13 (figure 2) for selecting torque and air ducts 8 extending beyond the walls of the tank 1.

Перегородки 14 и стяжки 15, расположенные внутри ковшей 3, придают необходимую прочность устройству. Пунктирная линия 16 указывает возможный уровень воды, необходимый для работы привода.Partitions 14 and couplers 15 located inside the buckets 3 give the necessary strength to the device. Dotted line 16 indicates the possible water level required for the drive to operate.

Привод работает следующим образом. Мотор 10, вращая вентилятор 9, подает сжатый воздух по воздуховодам 8 к отверстиям 6 неподвижной пластины золотника 7. Когда отверстие 4 любого из ковшей 3 совпадает с отверстием 6 (позиция I и II), воздух, устремляясь в "опрокинутый" ковш 3, начинает вытеснять воду по стрелкам 18, создавая реактивную силу, которая толкает колесо по стрелке 17. В позициях II, III и IV воздух делает ковши 3 легче воды и на них начинает действовать выталкивающая сила всплытия. В позиции III и IV на ковши 3 действует максимальная выталкивающая сила. В позиции V по стрелке 20 воздух начинает выходить из ковшей 3, а через открывающиеся золотником 7 отверстия 4 вода заполняет ковш 3. В позиции VI, VII и VIII ковши 3 заполняются водой полностью, делая их готовыми к следующему рабочему циклу. Возникающие при вращении центробежные силы дополнительно выталкивают воду из ковшей 3 через каналы истечения 11. Отбойный экран 21 направляет движение воды по вращению колеса, уменьшая гидравлическое сопротивление.The drive operates as follows. The motor 10, rotating the fan 9, supplies compressed air through the air ducts 8 to the holes 6 of the fixed plate of the spool 7. When the hole 4 of any of the buckets 3 coincides with the hole 6 (position I and II), the air rushing into the “tilted” bucket 3 starts displace water along arrows 18, creating a reactive force that pushes the wheel along arrow 17. At positions II, III, and IV, air makes the buckets 3 lighter than water and the buoyant buoyancy force begins to act on them. In positions III and IV, the maximum buoyancy force acts on the buckets 3. At position V in the direction of arrow 20, air begins to escape from buckets 3, and through holes 4 opening with a spool 7, water fills the bucket 3. At positions VI, VII and VIII, buckets 3 are completely filled with water, making them ready for the next working cycle. The centrifugal forces arising during rotation additionally push water out of the buckets 3 through the outflow channels 11. The baffle plate 21 directs the movement of water along the rotation of the wheel, reducing hydraulic resistance.

Суммарный крутящий момент на валу 13 колеса 2 в любой момент вращения складывается из выталкивающих усилий, одновременно действующих на ковши 3, находящиеся в позициях II, III, IV и частично V, а также из реактивного усилия, которые возникают при истечении воды из ковшей 3, находящихся в позициях I, II и частично VIII.The total torque on the shaft 13 of the wheel 2 at any moment of rotation consists of buoyancy forces acting simultaneously on the buckets 3 located in positions II, III, IV and partially V, as well as the reactive forces that occur when water flows from the buckets 3, located in positions I, II and partially VIII.

Внутренний объем ковшей должен обеспечить расширение воздуха при их подъеме к поверхности без его истечения. Например, если подъемное усилие каждого ковша рассчитывается на 1 тонну (1 м/куб.), то объем ковша 3 должен вмещать не менее 1,5 м3. воды.The internal volume of the buckets should provide air expansion when they rise to the surface without its expiration. For example, if the lifting force of each bucket is calculated per 1 ton (1 m / cu.), Then the volume of the bucket 3 should contain at least 1.5 m 3 . water.

Каналы истечения 11 обеспечивают быстрое вытеснение расчетного объема воды из ковша 3 в короткий промежуток времени (не более 1 секунды), обеспечивая силу реактивной тяги и скорое заполнение ковшей 3 воздухом. Малые стрелки показывают силы давления и реакции. Неподвижная пластина 7 золотника крепится к опоре 12.The flow channels 11 provide a quick displacement of the estimated volume of water from the bucket 3 in a short period of time (no more than 1 second), providing the power of reactive traction and the rapid filling of buckets 3 with air. Small arrows indicate pressure and reaction forces. The fixed plate 7 of the spool is attached to the support 12.

Для сохранения уровня воды забор воздуха вентилятором 9 осуществляется из внутренней, надводной полости бака 1, создавая тем самым дополнительное разрежение над водой, что ускоряет заполнение ковшей 3 воздухом и реакцию истечения. Гидровоздушный привод может применяться там, где требуются большой крутящий момент и малые обороты, что заменяет дорогостоящие редуктора.To maintain the water level, the air intake by the fan 9 is carried out from the internal, surface cavity of the tank 1, thereby creating an additional vacuum above the water, which accelerates the filling of the buckets 3 with air and the expiration reaction. A hydraulic air drive can be used where high torque and low revs are required, which replaces expensive gearboxes.

Claims (4)

1. Гидровоздушный привод, содержащий вентилятор, приводимый во вращение мотором, бак с внутренней полостью, заполненной водой, погруженное ниже уровня воды колесо с опорами и ковшами, имеющими каналы истечения, и золотник с подвижным кольцом и неподвижной пластиной, при этом на боковых сторонах ковшей и в подвижном кольце золотника выполнены отверстия для заполнения ковшей водой и воздухом, а в неподвижной пластине выполнены отверстия для подачи воздуха в ковши от вентилятора посредством воздуховодов.1. A hydraulic air drive comprising a fan driven by a motor, a tank with an internal cavity filled with water, a wheel with supports and buckets having flow channels submerged below the water level, and a spool with a movable ring and a fixed plate, while on the sides of the buckets and in the movable ring of the spool, holes are made for filling the buckets with water and air, and in the fixed plate, holes are made for supplying air to the buckets from the fan through the air ducts. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что внутри ковшей выполнены перегородки и стяжки.2. The drive according to claim 1, characterized in that inside the buckets there are partitions and couplers. 3. Привод по п.1, отличающийся тем, что он снабжен отбойным экраном.3. The drive according to claim 1, characterized in that it is equipped with a baffle screen. 4. Привод по п.1, отличающийся тем, что забор для вентилятора осуществлен из надводной части полости бака.4. The drive according to claim 1, characterized in that the fence for the fan is made from the surface of the tank cavity.
RU2003112437/06A 2003-04-29 2003-04-29 Hydropneumatic drive with summary rotation torque RU2263226C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003112437/06A RU2263226C2 (en) 2003-04-29 2003-04-29 Hydropneumatic drive with summary rotation torque

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003112437/06A RU2263226C2 (en) 2003-04-29 2003-04-29 Hydropneumatic drive with summary rotation torque

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003112437A RU2003112437A (en) 2004-11-10
RU2263226C2 true RU2263226C2 (en) 2005-10-27

Family

ID=35864398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003112437/06A RU2263226C2 (en) 2003-04-29 2003-04-29 Hydropneumatic drive with summary rotation torque

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2263226C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20030214135A1 (en) Method and apparatus for generating energy
AU2008338258B2 (en) Hydrodynamic energy generation system
NO329957B1 (en) Power generator and turbine unit
EP2557310A2 (en) Hydraulic generating apparatus and hydraulic generating system
TWI772307B (en) Energy harvesting from moving fluids using mass displacement
CA2548690A1 (en) Self-propelled energy generator
US20120187687A1 (en) Hydroelectric Generators
KR830001627B1 (en) How to use tidal buoyancy energy
US20110011086A1 (en) Water piston engine
RU2263226C2 (en) Hydropneumatic drive with summary rotation torque
KR20110010854A (en) Power generation apparatus using gravitation force and bouyancy
US5297925A (en) Water column floating pump
US11199174B2 (en) Generator
US4691513A (en) Rotary power transducer system
CN100366895C (en) Method and system for water lift or power provision through water head
IE49295B1 (en) An apparatus for driving an electrical generator
JP3116920U (en) Hydraulic buoyancy kinetic energy device
KR200394769Y1 (en) Power generating apparatus using gravity and buoyancy
KR20120042828A (en) Submersible device for the coupling of water wheels or turbines in order to harness energy from flowing water
JP7240022B1 (en) Hollow housing hydroelectric generator
CN112360825B (en) Underwater low-noise hydraulic oil tank and underwater operation method
JP7072341B1 (en) Underwater air buoyancy power generation system
WO2004094815A1 (en) Apparatus for converting of water surface waves energy into mechanical energy
JP2003003953A (en) Pumping device and pumped storage power generation device
JPS63285274A (en) Perpetual motion device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080430