RU2695554C1 - Flow energy converter - Google Patents
Flow energy converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695554C1 RU2695554C1 RU2018133428A RU2018133428A RU2695554C1 RU 2695554 C1 RU2695554 C1 RU 2695554C1 RU 2018133428 A RU2018133428 A RU 2018133428A RU 2018133428 A RU2018133428 A RU 2018133428A RU 2695554 C1 RU2695554 C1 RU 2695554C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- spiral
- bearing
- rigidly fixed
- conical
- Prior art date
Links
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/08—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with pressure-velocity transformation exclusively in rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B7/00—Water wheels
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к областям гидравлики и гидрогазодинамики, где может быть использовано для преобразования энергии движения потока жидкости во вращательное движение различных механизмов, а также к теплоэнергетике, где может быть применено для привода вентилятора калориферных установок.The invention relates to the fields of hydraulics and hydrodynamics, where it can be used to convert the energy of the fluid flow into the rotational motion of various mechanisms, as well as to the power system, where it can be used to drive a fan of air-conditioning units.
Известен гидродвигатель, содержащий установленный на опорах над поверхностью воды вал, на радиальных спицах которого с помощью кронштейнов закреплены тарельчатые лопасти с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси вала. Опоры вала закреплены на понтонах, каждая тарельчатая лопасть снабжена ограничителем ее поворота, а угол поворота тарельчатой лопасти относительно оси радиальной спицы равен углу между смежными спицами, при этом расстояние от оси вала до поверхности воды определяется в зависимости от длины радиальной спицы и угла поворота тарельчатой лопасти относительно оси радиальной спицы (RU 24248, МПК F03B 1/00, опубл. 27.07.2002).A hydraulic motor is known, comprising a shaft mounted on supports above the surface of the water, on the radial spokes of which, with the help of brackets, disk-shaped blades are mounted with the possibility of rotation in a plane perpendicular to the axis of the shaft. The shaft supports are mounted on the pontoons, each disk-shaped blade is equipped with a rotation limiter, and the rotation angle of the disk-shaped blade relative to the axis of the radial spoke is equal to the angle between adjacent spokes, while the distance from the shaft axis to the water surface is determined depending on the length of the radial spoke and the angle of rotation of the disk-shaped blade relative to the axis of the radial spoke (RU 24248, IPC F03B 1/00, publ. 07.27.2002).
Недостатком известной конструкции является отсутствие возможности использования данного технического решения для организации работы калориферных установок.A disadvantage of the known design is the inability to use this technical solution to organize the operation of air-heating units.
Известен преобразователь энергии потока, содержащий вал, трубчатую спираль конической формы, имеющую канал входа и канал выхода. Вал запрессован в упорный подшипник, который жестко закреплен к стойке, также к валу жестко закреплено конусоидальное основание, к которому в свою очередь жестко крепят трубчатую спираль конической формы (US 2544154, МПК F01D 1/34, опубл. 06.06.1951). A known energy converter of the flow containing a shaft, a tubular spiral conical shape having an input channel and an output channel. The shaft is pressed into a thrust bearing, which is rigidly fixed to the stand, and a cone-shaped base is rigidly fixed to the shaft, to which, in turn, a conical spiral tube is rigidly fixed (US 2544154, IPC F01D 1/34, publ. 06.06.1951).
Недостатками известной конструкции является невозможность обратимости преобразования поднимаемого потока жидкости в механическую энергию.The disadvantages of the known design is the impossibility of reversibility of the conversion of the rising fluid flow into mechanical energy.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является преобразователь энергии потока, включающий вал, трубчатую спираль конической формы, имеющую канал входа и канал выхода. Вал запрессован в упорный подшипник, который жестко крепится к стойке. К валу жестко закреплено конусоидальное основание, к которому в свою очередь жестко крепят трубчатую спираль конической формы. Патрубки входа и выхода рабочей среды соединены через шарнирные соединения с валом. Вал имеет перегородку, а на патрубке выхода установлен ударный узел (RU 2659874, МПК F03B 3/08, F03B 7/00, опубл. 04.07.2018).The closest in technical essence to the proposed technical solution is a stream energy converter, including a shaft, a conical tubular spiral having an input channel and an output channel. The shaft is pressed into a thrust bearing, which is rigidly attached to the stand. A conical base is rigidly fixed to the shaft, to which, in turn, a conical spiral tube is rigidly fixed. The nozzles of the inlet and outlet of the working medium are connected through articulated connections to the shaft. The shaft has a baffle, and an impact assembly is installed on the outlet pipe (RU 2659874, IPC
Недостатками известного преобразователя является низкая частота вращения, а также значительные потери угловой скорости при вращении трубчатой спирали конической формы от ее вибрации.The disadvantages of the known Converter is the low speed, as well as significant losses in angular velocity during rotation of the tubular spiral conical shape from its vibration.
Технической результат заключается в возможности высокого использования энергии рабочей среды для обеспечения вращательного движения трубчатой спирали, снижении потерь угловой скорости при вращении трубчатой спирали, а также увеличении частоты вращения подвижной части преобразователя энергии потока.The technical result consists in the possibility of high utilization of the energy of the working medium to ensure rotational movement of the tubular spiral, to reduce the loss of angular velocity during rotation of the tubular spiral, as well as to increase the rotational speed of the moving part of the flow energy converter.
Сущность изобретения заключается в том, что преобразователь энергии потока включает вал, трубчатую спираль конической формы, имеющую канал входа и канал выхода. Вал запрессован в подшипник, который жестко закреплен к стойке. К валу жестко закреплено конусоидальное основание, к которому в свою очередь жестко крепят трубчатую спираль конической формы. Патрубки входа и выхода рабочей среды соединены через шарнирные соединения с валом На патрубке выхода установлен ударный узел. Патрубки входа и выхода рабочей среды подключены к всасывающим и нагнетательным трубопроводам центробежного насоса, образуя замкнутый гидравлический контур. Ударный узел соединен с электроприводом. Преобразователь энергии потока дополнительно содержит второй подшипник, вторую стойку, крыльчатку с лопастями, пусковой электродвигатель с валом, ведущий шкив, ведомый шкив и приводной ремень. Второй подшипник установлен на валу и закреплен на второй стойке, крыльчатка с лопастями и ведомый шкив установлены на валу, ведущий шкив установлен на валу пускового электродвигателя, закрепленного на стойках. Ведущий и ведомый шкивы соединены между собой посредством приводного ремня, а конусоидальное основание выполнено монолитно с трубчатой спиралью конической формы.The essence of the invention lies in the fact that the energy converter of the flow includes a shaft, a conical tubular spiral having an input channel and an output channel. The shaft is pressed into the bearing, which is rigidly fixed to the stand. A conical base is rigidly fixed to the shaft, to which, in turn, a conical spiral tube is rigidly fixed. The inlet and outlet nozzles of the working medium are connected through swivel joints to the shaft. An impact assembly is installed on the outlet nozzle. The nozzles of the inlet and outlet of the working medium are connected to the suction and discharge pipelines of the centrifugal pump, forming a closed hydraulic circuit. The shock assembly is connected to an electric drive. The flow energy converter further comprises a second bearing, a second strut, an impeller with blades, a starting electric motor with a shaft, a driving pulley, a driven pulley and a driving belt. The second bearing is mounted on the shaft and mounted on the second strut, the impeller with blades and the driven pulley are mounted on the shaft, the drive pulley is mounted on the shaft of the starting motor mounted on the struts. The driving and driven pulleys are interconnected by means of a drive belt, and the conical base is made in one piece with a tubular spiral conical shape.
На чертеже представлена конструкция преобразователя энергии потока.The drawing shows the design of the energy Converter flow.
Преобразователь энергии потока включает вал 1 включает каналы входа 2 и выхода 3 рабочей среды, внутренние стороны которых соединены через трубчатую спираль 4 конической формы, а наружные через шарнирные соединения 5 и 6 и патрубки входа 7 и выхода 8 рабочей среды, подключены к всасывающему 9 и нагнетательному 10 трубопроводам центробежного насоса 11, образуя замкнутый гидравлический контур. На патрубке выхода 8 размещен ударный узел 12 с электроприводом 13. Трубчатая спираль 4 конической формы выполнена монолитно с конусоидальным основанием 14, жестко соединенным к валу 1, который установлен в подшипниках 15 и 16 со стороны входа 7 и выхода 8 рабочей среды, опирающихся на стойки 17 и 18 со стороны входа 7 и выхода 8 рабочей среды. Вал 1 связан с пусковым электродвигателем 19, посредством жестко закрепленного на нем ведомого шкива 20, приводного ремня 21 и ведущего шкива 22, напрессованного на вал 23 пускового электродвигателя 19. Пусковой электродвигатель 19 закреплен на стойках 17,18. Также на валу 1 жестко закреплена крыльчатка с лопастями 24.The energy converter of the flow includes a shaft 1 includes channels for the
Преобразователь энергии потока работает следующим образом. Сначала заполняется замкнутый гидравлический контур рабочей средой, включающий каналы входа 2 и выхода 3 рабочей среды, просверленные в валу 1, трубчатую спираль 4, шарнирные соединения 5 и 6, патрубки входа 7 и выхода 8 рабочей среды, всасывающий 9 и нагнетательный 10 трубопроводы, центробежный насос 11, ударный узел 12. Затем осуществляют пуск центробежного насоса 11 от электрической сети. При достижении установившейся скорости центробежного насоса 11 осуществляют пуск ударного узла 12 от электропривода 13. При вращении ударный узел 12 резко прерывает поток рабочей среды с созданием гидроудара. При этом рабочая среда импульсно движется согласно следующей схеме: центробежный насос 11, всасывающий трубопровод 9, ударный узел 12, выходной патрубок 8, шарнирное соединение 6, канал выхода 2 рабочей среды, трубчатую спираль 4, канал входа 3 рабочей среды, шарнирное соединение 5, входной патрубок 7, нагнетательный трубопровод 10.The flow energy converter operates as follows. First, a closed hydraulic circuit is filled with a working medium, including the channels of the
При резком срабатывании ударного узла 12 в замкнутом гидравлическом контуре преобразователя энергии потока его кинетическая энергия (прямая волна гидроудара), многократно увеличивает давление перед ударным узлом 12, упруго деформирует стенки трубы перед ним, то есть накапливает потенциальную энергию давления и сжатия. Накопленная потенциальная энергия высвобождается при обратной волне гидроудара с изменением скорости потока (переходит в кинетическую энергию потока), которая сопровождается изменением ускорения потока, тангенциальная составляющая которого создает силу и вращающий момент в трубчатой спирали 4, жестко соединенной с конусоидальным основанием 14 и валом 1. При этом вал 1, при каждом прерывании потока совершает резкий поворот в подшипниках со стороны входа 15 и выхода 16 рабочей среды, опирающихся на стойки 17 и 18 со стороны входа и выхода рабочей среды на определенный угол. При включении пускового электродвигателя 19 он будет передавать дополнительное вращательное движение от жестко закрепленного на его валу 23 ведущего шкива 22 через приводной ремень 21 ведомому шкиву 20, жестко связанного с валом 1. При раскручивании вала 1 до устойчивой скорости его вращения от пускового электродвигателя 19, его выключают, и дальнейшее его вращение будет поддерживаться за счет подвода энергии из замкнутого гидравлического контура и расходоваться, как на совершение полезной работы, заключающейся в приводе крыльчатки с лопастями 24 и потерь в подшипниках 15, 16 и о воздух. Энергия в гидравлической контур подводится центробежному насосу 11 от электрической сети. With a sharp actuation of the
Величина передаваемой энергии из замкнутого гидравлического контура зависит от расхода прокачиваемой рабочей среды и частоты ее пульсаций. Частота пульсаций составляет от 0,5 до 3 Гц. С увеличением частоты пульсаций величина передаваемой энергии из замкнутого гидравлического контура возрастает. The amount of transmitted energy from a closed hydraulic circuit depends on the flow rate of the pumped medium and the frequency of its pulsations. The ripple frequency is from 0.5 to 3 Hz. With an increase in the ripple frequency, the amount of transmitted energy from a closed hydraulic circuit increases.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет наиболее полно использовать энергию рабочей среды для обеспечения вращательного движения трубчатой спирали 4, снизить потери при вращении трубчатой спирали 4, а также увеличить частоту вращения подвижной части преобразователя энергии потока.Compared with the known solution, the proposed one allows to use the energy of the working medium to the fullest extent to ensure the rotational movement of the tubular spiral 4, to reduce losses during the rotation of the tubular spiral 4, and also to increase the rotation frequency of the moving part of the flow energy converter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133428A RU2695554C1 (en) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Flow energy converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133428A RU2695554C1 (en) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Flow energy converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2695554C1 true RU2695554C1 (en) | 2019-07-24 |
Family
ID=67512410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018133428A RU2695554C1 (en) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Flow energy converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2695554C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU197758U1 (en) * | 2020-03-12 | 2020-05-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» | Coolant overpressure recovery device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2544154A (en) * | 1947-11-14 | 1951-03-06 | Elmer N Hampton | Tubular turbine |
RU2064079C1 (en) * | 1992-04-28 | 1996-07-20 | Шамиль Минкаилович Алиев | Fluid energy converter |
JP2004116505A (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Shigeki Odera | Hydraulic turbine motor using spiral pipe |
RU2533281C2 (en) * | 2012-09-13 | 2014-11-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина | Mini hydro-electric power plant |
RU2659874C1 (en) * | 2017-07-14 | 2018-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Flow energy converter |
-
2018
- 2018-09-21 RU RU2018133428A patent/RU2695554C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2544154A (en) * | 1947-11-14 | 1951-03-06 | Elmer N Hampton | Tubular turbine |
RU2064079C1 (en) * | 1992-04-28 | 1996-07-20 | Шамиль Минкаилович Алиев | Fluid energy converter |
JP2004116505A (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Shigeki Odera | Hydraulic turbine motor using spiral pipe |
RU2533281C2 (en) * | 2012-09-13 | 2014-11-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина | Mini hydro-electric power plant |
RU2659874C1 (en) * | 2017-07-14 | 2018-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Flow energy converter |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU197758U1 (en) * | 2020-03-12 | 2020-05-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» | Coolant overpressure recovery device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4067665A (en) | Turbine booster pump system | |
US3771900A (en) | Graduated screw pump | |
CN111503002B (en) | Variable water pump | |
RU2695554C1 (en) | Flow energy converter | |
EA012818B1 (en) | Rotor for rotary machine and a rotary machine | |
RU142959U1 (en) | WORKING WHEEL CENTRIFUGAL-AXIAL | |
CN210343837U (en) | Adjustable impeller structure of centrifugal pump | |
Kurniawan et al. | Improvement of centrifugal pump performance through addition of splitter blades on impeller pump | |
CZ2011107A3 (en) | Vane machine | |
RU2659874C1 (en) | Flow energy converter | |
Khaing et al. | Design and Calculation of Centrifugal Pump (Impeller) For Water Pumping | |
RU2673965C1 (en) | Pump hydroelectric unit | |
CN1319727A (en) | Built-in type disrotatory axial pump | |
WO2008044967A1 (en) | Method for producing additional power by the multiple conversion thereof in a closed circuit for circulating a working body and a device for carrying g out said method | |
RU197758U1 (en) | Coolant overpressure recovery device | |
CN1200787A (en) | Power generator driven by environment's heat | |
CN112324674A (en) | Self-operated steam-water separation pump | |
RU2340788C2 (en) | Dual-action turbine with central chamber | |
GB190628507A (en) | An Improved Hydraulic Clutch or Variable Speed Device | |
SU956351A1 (en) | Water-jet propeller ejection device | |
RU2231004C1 (en) | Rotary cavitation pump-heat generator | |
RU2235950C2 (en) | Cavitation-vortex heat generator | |
RU2279018C1 (en) | Vortex type heat generator of hydraulic system | |
RU2745095C1 (en) | Horizontal multistage sectional centrifugal pump | |
RU2713309C1 (en) | Vertical single-stage centrifugal pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200922 |