UA67090U - Генератор енергії - Google Patents

Abstract

Генератор енергії належить до машинобудування. Технічний результат корисної моделі полягає в спрощенні кінематичної схеми пристрою, зниженні або виключенні енергетичних втрат на подолання сил тертя в її конструктивних вузлах.

Description

( (б1) МПК (2011.01)

Ко) Е16Н 19/00

М Е16Н 33/00

ДЕРЖАВНА СЛУЖБА й

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ (Ф) П И С видається під

ВЛАСНОСТІ пдомдатенють

УКРАЇНИ ДО ПАТЕНТУ патенту

НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ ишиГлРОІОТЛМЛИЬЛЬЛИТЬЛЬЛЬЛИЛДИТЬТЬТЬЬТИЬНЬ6ИЬТЬШИЬИЬТЬТЬТНИТЬТНШЬЬИТСИТИТИОИООТИТИТОИОИИТИИЬЬИИИОИИИИОВЛЛЄОЄИЄЄИБИТНТЦИЖИЄ6ЦООЦТНИИТЛ ОІаІНШШШООЛІТОООЛЇИОООЛООЛЛЛТОООХТОЛИОІЕВПОВШ?ИЙЦТЬНТНТИТИТЬТЬТЬЬЬЬШЬОХОИТЬИЬТИТОИИОСХИХДТИОВИТХИХННЙКЙИХИТИИИИНИТТЯ (54) ГЕНЕРАТОР ЕНЕРГІЇ 1 2 (21) и201113628 4. Генератор енергії за пп. 1-3, який відрізняється (22) 18.11.2011 тим, що механізм передачі обертання вала еле- (24) 25.01.2012 ментам з неврівноваженою масою виконаний на (46) 25.01.2012, Бюл.Мо 2, 2012 р. основі фрикційної або зубчастої, або ремінної, або (72) ТРУБЯНОВ ЮРІЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ, МИРО- ланцюгової, або черв'ячної передачі обертання від

ШНИЧЕНКО ДМИТРО ЄВГЕНОВИЧ провідного колеса до ведених. (73) ТРУБЯНОВ ЮРІЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ, МИРО- 5. Генератор енергії за пп. 1-4, який відрізняється

ШНИЧЕНКО ДМИТРО ЄВГЕНОВИЧ тим, що вантажі жорстко закріплені на поверхні (57) 1. Генератор енергії, що містить корпус, в ведених ексцентричних коліс. якому встановлений, з можливістю обертання, 6. Генератор енергії за пп. 1-4, який відрізняється приводний вал; провідну ланку, що включає меха- тим, що кожне ексцентричне колесо забезпечене нізм передачі обертання приводного валу через радіальною напрямною, усередині якої розміще- провідне колесо, жорстко встановлене на привод- ний вантаж, з можливістю його радіального пере- ному валу, елементам з неврівноваженою масою, міщення уздовж напрямної, під дією додатково виконаним у вигляді коліс, які забезпечені додат- встановленого локального приводного пристрою ковими вантажами; кінематичний ланцюг між про- для вантажу. відною ланкою і кінцевим споживачем, що включає 7. Генератор енергії за п. 6, який відрізняється робочі вузли, виконані з можливістю передачі ро- тим, що радіальна напрямна виконана прямоліній- бочого моменту, який відрізняється тим, що ме- ною, або дугоподібною, або спіральною з центром, ханізм передачі обертання вала містить не менше співпадаючим з віссю обертання ексцентричного двох, кінематично пов'язаних з провідним колесом, колеса. - ведених ексцентричних коліс, кожне з яких встано- 8. Генератор енергії за пп. 6, 7, який відрізняєть- ге влене з можливістю обертання на додаткових не- ся тим, що локальний приводний пристрій для Май рухомих ведених осях, розташованих паралельно вантажу виконаний механічним (пружинним або осі приводного вала і на обох своїх кінцях жорстко важільним) або електричним (у вигляді електрома- пов'язаних між собою сполучним елементом, ко- гніта або ротора), або електронним, або гідравліч- ав! ромислом, центр якого вільно закріплений на при- ним, або пневматичним. б водному валу, при цьому, кожна ведена вісь за- 9. Генератор енергії за пп. 1-8, який відрізняється о безпечена додатковою сполучною ланкою, яка тим, що механізм передачі обертання вала містить й одним своїм кінцем закріплена на осі, а своїм про- додаткові провідні колеса, закріплені послідовно Пе! тилежним кінцем сполучена з рухливим елемен- уздовж осі приводного вала, з кінематично пов'я- рад том робочої камери зі змінюваним об'ємом, що заними з кожним з них веденими ексцентричними е. містить впускні клапани для нагнітання робочого колесами. середовища і випускні клапани, сполучені через 10. Генератор енергії за пп. 1-9, який відрізняєть- ресивер з кінцевим споживачем. ся тим, що він містить додаткові ведені ексцентри- 2. Генератор енергії за п. 1, який відрізняється чні колеса, кінематично пов'язані з одним і тим же « тим, що ведені ексцентричні колеса механізму провідним колесом так, що кожне подальше веде- -З передачі обертання виконані з однаковими діаме- не колесо кінематично пов'язане з попереднім, при р трами. цьому усі осі, на яких розташовані ведені колеса, т 3. Генератор енергії за пп. 1, 2, який відрізняєть- жорстко закріплені послідовно на одному і тому ж ся тим, що коромисло виконане у вигляді геомет- коромислі, центр якого вільно закріплений на при- ричної фігури, в якій крайні точки, в місцях яких водному валу. воно кріпиться до ведених осей, рівновіддалені від 11. Генератор енергії за пп. 1-10, який відрізня- точки кріплення коромисла на приводному валу, а ється тим, що він містить додаткові робочі камери саме: круга або правильного багатокутника (квад- на кожній веденій осі, встановлені опозитно пер- рата, рівностороннього трикутника), або хрестопо- шим, які складають таким чином робочі пари. дібної фігури.

12. Генератор енергії за пп. 1-11, який відрізня- об'ємом використані циліндропоршнева пара або ється тим, що він містить додаткові робочі камери, сильфон, або замкнута камера з гнучкою перего- або пари робочих камер, встановлені послідовно родкою (діафрагмою), або пневмокамера (пневмо- на кожній веденій осі. ресора). 13. Генератор енергії за пп. 1-12, який відрізня- ється тим, що як робоча камера зі змінюваним

Корисна модель належить до області маши- небезпеки, легко випаровується навіть при низьких нобудування, зокрема, до розробки силових при- температурах, її пари і з'єднання дуже отруйні. водів обертального руху (генераторів енергії), а Найбільш близьким до пристрою, що заявля- саме, до інерційних систем накопичен- ється, є силовий привод для обертання, зокрема, ня/перетворення енергії, і може бути використана електрогенератора, дія якого заснована на вико- для приводу різних машин і механізмів. ристанні механізму переривчастого руху, що міс-

Конструкцій інерційних перетворювачів енергії, тить робочу ланку, виконану з можливістю обер- які використовують силу інерції, що виникає при тання, до якої прикладають знакозмінний момент обертанні тіла, для економії електричної енергії, обертання, що створюється за допомогою джере- споживаної електродвигуном, розроблено досить ла механічних коливань (патент ВО Мо 2377458, багато. 2009).

Відомий інерційний рушійний пристрій «ИДУ- Як джерело коливань застосовують відцент- 4» (патент ВО Мо 2076241,1997), в конструкції яко- ровий вібратор у вигляді елемента з неврівнова- го дебалансні вантажі, що обертаються в одній женою масою, який вільно обертають двигуном, і площині, здійснюють зворотно-поступальний рух і встановлюють аксіально робочій ланці із заданою забезпечують односпрямовану безперервну дію частотою. При цьому, двигун і елемент з неврівно- сил інерції цих вантажів. У пристрої використана важеною масою встановлюють на робочій ланці, а геометрична властивість вписаних одне в інше кіл в механізмі переривчастого руху використовують з вантажами, із співвідношенням їх діаметрів 1:2, і обгінну муфту. що перекочуються одне в іншому без ковзання. У цьому силовому приводі віддентрова сила

Основним недоліком пристрою є використання в інерції елементів з неврівноваженою масою (де- його конструкції планетарної передачі - найенер- балансів), що обертаються, використана як дже- гоємнішої механічної передачі, що вимагає надто- рело додаткової потужності на його вихідному ва- чних конструктивних рішень і дуже обмежена за лу відбору потужності. швидкісними характеристиками. Оскільки потуж- До недоліків такого технічного рішення слід ві- ність двигуна для приводу пристрою витрачається днести наступне: тільки на обертання планетарної передачі, еконо- - наявність у пристрої кінематичного ланцюга, мія споживаної ним електричної енергії практично в ланках якого кілька разів відбувається перетво- не значна. рення видів руху, внаслідок чого енергія оберта-

Відома також інерційна передача (патент ВО льного руху перетворюється з обертальної в пово-

Мо 2354873, 2009 р.), в конструкції якої інерційний ротно-поступальну, і далі - знову в обертальну, механізм, виконаний у формі двох однакових по яка, у свою чергу, перетвориться в електричну. Що конструкції порожнистих кілець прямокутного пе- знижує ККД приводу в цілому, з урахуванням втрат рерізу, внутрішні порожнини яких заповнені ртут- на подолання сил тертя в передавальних вузлах; тю. Усередині кілець, на розширених частинах, - вихідному валу пристрою передається обер- закріплені насоси, які з великою швидкістю пере- тальний рух з високим обертаючим моментом і міщають ртуть усередині кілець. При русі ртуті малою швидкістю обертання, що потребує пода- виникають сили інерції Е і РЕ; різні за величиною і льшого використання мультиплікатора, що, у свою діючі в протилежних напрямах. Ці сили, нічим не чергу, призводить до додаткових енергетичних урівноважені і діючі у різних напрямах, створюють втрат і також знижує ефективність роботи при- пару сил, що викликають обертання веденого вала строю; пристрою. - розташування джерела коливань (відцентро-

Недоліком такого технічного рішення є те, що вого генератора) на спільній платформі, що обер- інерційна передача передає обертання тільки в тається, призводить до збільшення її інерційної одному напрямі, що знижує використання усієї маси, що, у свою чергу, призводить до пониження корисної роботи інерційного механізму і, відповід- ККД приводу і неможливості використовувати по- но, коефіцієнт корисної дії (далі - ККД) пристрою і тужніші і важчі відцентрові генератори; його економічність в цілому. До того ж, у пристрої - інерційний (відцентровий) генератор у відо- потрібні додаткові витрати енергії на роботу насо- мому пристрої передає обертання тільки в одному сів. напрямі (тільки при поступальному, але не пово-

Крім того, використання ртуті (що має велику ротному, русі платформи), що знижує використан- питому вагу) як дебалансів призводить до підви- ня усієї генерованої корисної роботи і, відповідно щеної екологічної небезпеки такого пристрою, ККД пристрою і його економічність в цілому. Конс- оскільки відомо, що ртуть належить до 1-го класу труктивно можлива установка другої обгінної муф- ти для передачі обертання в обох напрямах, знач-

но ускладнить конструкцію, доповнивши її ще од- - радіальна напрямна може бути виконана нією механічною передачею. Крім того, викорис- прямолінійною, або дугоподібною, або спіральною тання обгінних муфт знижує робочий ресурс і ККД з центром, співпадаючим з віссю обертання ексце- пристрою в цілому. нтричного колеса;

Задачею створення пропонованого технічного - локальний приводний пристрій для вантажу рішення є підвищення ККД пристрою, його еконо- може бути виконаний механічним (пружинним або мічності і надійності, при одночасному розширенні важільним), або електричним (у вигляді електро- технічних можливостей, за рахунок спрощення магніту або ротора), або електронним, або гідрав- кінематичної схеми пристрою і зниження або ви- лічним, або пневматичним; ключення енергетичних втрат на подолання сил - механізм передачі обертання вала може міс- тертя в її конструктивних вузлах і, як наслідок, за- тити додаткові провідні колеса, закріплені послідо- безпечення можливості генерування енергії, поту- вно уздовж осі приводного вала, з кінематично жність якої багаторазово перевищує потужність пов'язаними з кожним з них веденими ексцентрич- приводного двигуна. ними колесами;

Поставлена задача вирішується у пристрої, - пристрій може містити додаткові ведені екс- що містить корпус, в якому встановлений, з мож- центричні колеса, кінематично пов'язані з одним і ливістю обертання, приводний вал; провідна лан- тим же провідним колесом так, що кожне подаль- ка, що включає механізм передачі обертання при- ше ведене колесо кінематично пов'язане з попе- водного вала через провідне колесо, жорстко реднім, при цьому, усі осі, на яких розташовані встановлене на приводному валу, елеменам з ведені колеса, жорстко закріплені послідовно на неврівноваженою масою, виконаним у вигляді ко- одному і тому ж коромислі, центр якого вільно за- ліс, які забезпечені додатковими вантажами; кіне- кріплений на приводному валу; матичний ланцюг між провідною ланкою і кінцевим - пристрій може містити додаткові робочі ка- споживачем, що включає робочі вузли, виконані з мери на кожній веденій осі, встановлені опозитно можливістю передачі робочого моменту, згідно із першим, які складають таким чином робочі пари; корисною моделлю, що заявляється, механізм - пристрій може містити додаткові робочі ка- передачі обертання валу містить не менше двох, мери або пари робочих камер, встановлені послі- кінематично пов'язаних з провідним колесом, ве- довно на кожній веденій осі; дених ексцентричних коліс, кожне з яких встанов- - як робоча камера зі змінюваним об'ємом мо- лене з можливістю обертання на додаткових неру- жуть бути використані циліндропоршнева пара, хомих ведених осях, розташованих паралельно осі або сильфон, або замкнута камера з гнучкою пе- приводного вала і на обох своїх кінцях жорстко регородкою (діафрагмою), або пневмокамера пов'язаних між собою сполучним елементом, ко- (пневморесора). ромислом, центр якого вільно закріплений на при- Таким чином, в конструкції, що є, енергія ме- водному валу, при цьому, кожна ведена вісь за- ханічних коливань, що виникають під дією відцен- безпечена додатковою сполучною ланкою, яка, трових сил ексцентричних тіл (коліс), що оберта- одним своїм кінцем закріплена на осі, а своїм про- ються, яким надається радіальне прискорення від тилежним кінцем сполучена з рухливим елемен- приводного двигуна через приводний вал, не тра- том робочої камери зі змінюваним об'ємом, що неформується із втратами в обертальну енергію. А містить впускні клапани для нагнітання робочого передається безпосередньо до робочого вузла середовища і випускні клапани, сполучені через пристрою, і, через сполучну ланку, до камер зі ресивер з кінцевим споживачем. змінним об'ємом, де механічна енергія перетворю-

При цьому, в конструкції, що заявляється: ється в енергію стислого середовища, готову без - ведені ексцентричні колеса механізму пере- будь-яких додаткових перетворень використовува- дачі обертання виконані з однаковими діаметрами; тися споживачем. Отримана таким чином енергія - коромисло може бути виконане у вигляді ге- стислого середовища значно перевершує по поту- ометричної фігури, в якій крайні точки, в місцях жності витрачену енергію на обертання приводно- яких воно кріпиться до ведених осей, рівновідда- го вала пристрою, що, у свою чергу, значно підви- лені від точки кріплення коромисла на приводному щує ККД останнього. валу, а саме: круга, або правильного багатокутни- Внаслідок відсутності прямого і зворотного ка (квадрата, рівностороннього трикутника), або у механічного зв'язку між приводним двигуном (при- вигляді однієї з хрестоподібних фігур, приміром: ж водним валом) і робочими камерами зі змінним их, об'ємом, споживана пристроєм енергія витрача- - механізм передачі обертання вала елемен- ється виключно на досягнення привідним валом там з неврівноваженою масою може бути викона- заданих оборотів обертання, при яких виникають ний на основі фрикційної, або зубчастої, або ре- відцентрові сили від взаємодії рівноприскорених мінної, або ланцюгової, або черв'ячної передачі ексцентричних тіл, тобто, на подолання їх старто- обертання від провідного колеса до ведених; вої інерції і сил тертя в підшипниках. В результаті - вантажі можуть бути жорстко закріплені на істотно підвищується ККД пристрою в цілому і його поверхні ведених ексцентричних коліс, або розмі- економічність. щені усередині радіальної напрямної, якою може Коромисло з рівними плечима забезпечує пос- бути забезпечене кожне ексцентричне колесо, з тійний кінематичний зв'язок провідного і ведених можливістю їх радіального переміщення уздовж ексцентричних коліс і обмежує рух вантажів по напрямної під дією додатково встановленого ло- дузі, відносно осі обертання приводного вала, ра- кального приводного пристрою для вантажу; діус якої дорівнює відстані між приводним валом і веденими осями. Коромисло дозволяє передавати використовувати декілька робочих пар камер зі зусилля ексцентричних тіл (корисну роботу) тільки змінним об'ємом, пов'язаних сполучними ланками у напрямі вищеописаної дуги, причому, еквівален- із кожною з ведених осей, на яких розташовані тно в обидва Її кінці із заданою амплітудою руху. ексцентричні тіла. Що, у свою чергу, дозволить

Тобто, за допомогою коромисла корисна робота генерувати в одному і тому ж пристрої енергію з виконується по черзі в камерах зі змінюваним варійованим тиском і витратою робочого середо- об'ємом, розташованих діагонально. Тим самим, вища в кожній подальшій робочій камері. Що, від- кожен напрямок (вгору/вниз) зусиль, які переда- повідно, збільшує технічні можливості пристрою і ються від ексцентричних тіл до коромисла, є у його економічність. пристрої, що заявляється, робочим. Тобто, перелічені відмітні ознаки пристрою не-

У пропонованій кінематичній схемі, що склада- обхідні і достатні для досягнення поставленої мети ється з коромисла і ексцентричних тіл, корисна корисної моделі. робота, при досягнутих робочих обертах останніх, Принцип дії пристрою, що заявляється, пояс- виконується тільки за рахунок внутрішніх сил нюється наступними графічними зображеннями, отриманої замкнутої системи. | оскільки ексцент- де представлений варіант пристрою, у якому: ричні тіла, що обертаються, не мають зворотного - механізм передачі обертання вала містить кінематичного зв'язку з приводним валом і вико- два провідні зубчасті колеса, кожне з яких пов'яза- нують корисну роботу на ведених осях, не пов'я- не з двома веденими ексцентричними зубчастими заних з корпусом пристрою, такий вид руху є безо- колесами; порним рухом, що не потребує додаткових - робочий вузол містить дві робочі пари камер енергетичних витрат. зі змінним об'ємом (при цьому одна з камер, для

Наявність коромисла дозволяє усій схемі при- точнішого розуміння схеми пристрою, не показа- строю бути самоурівноваженій відносно осі приво- на). дного вала у будь-який поточний момент його ро- На зображеннях показані: боти. Завдяки тому, що стабільно урівноважені Фіг. 1 - схема пристрою (вигляд спереду), зі ексцентричні колеса на двох ведених осях, а також знятою передньою кришкою корпусу; діагонально урівноважені камери зі змінним об'є- Фіг. 2 - схема пристрою, вигляд збоку;

Мом. Фіг. З - схема пристрою, вигляд зверху;

Оскільки, у пристрої, що заявляється, рух ван- Фіг. 4 - переріз за А-А фігури З; тажів має декілька ступенів свободи - уздовж кола Фіг. 5 - загальний вигляд пристрою (аксономе- ексцентричних тіл і по вищеописаній дузі, що за- трія); дається рухом коромисла (регульована зміна фаз, Фіг. 6 - схема розподілу механічних зусиль при перекидання на 180"), а так само, діагонально роботі пристрою. працюючими камерами зі змінюваним об'ємом, це Пристрій, що заявляється, містить корпус 1, в призводить до плавної роботи усього пристрою і якому на підшипниках встановлений приводний повного виключення неробочих (холостих) ходів, вал 2. На валу 2 жорстко закріплена провідна шес- що у свою чергу підвищує ККД пристрою. терня 3, з якою кінематично сполучено дві ведені

Радіальна напрямна різних заявлених конфі- ексцентричні шестерні 4.1 і 4.2, що містять ванта- гурацій, якою можуть бути забезпечені ексцентри- жі, відповідно, 5.1 і 5.2. Шестерні 4.1 і 4.2 встанов- чні колеса, і усередині якої розташовують вантаж, лені на підшипниках на ведених осях, відповідно, забезпечить додаткове (на ряду з рухом по колу 6.1 і 6.2, розташованих паралельно приводному ексцентричного колеса і по вищеописаній дузі, що валу 2, і жорстко закріплених з обох боків на кінцях задається рухом коромисла) радіальне перемі- коромисла 7. Центр коромисла 7 вільно закріпле- щення вантажу уздовж неї під дією локальних при- ний на підшипниках на валу 2. На ведених осях 6.1 водних пристроїв. і 6.2 встановлені сполучні ланки, відповідно, 8.1 і

І, як наслідок забезпечить динамічну зміну ро- 8.2, кожна з яких, у цьому варіанті, своїми проти- зташування центру маси ексцентричного тіла - лежними кінцями сполучена з рухливими елемен- віддалення від осі обертання колеса при збіль- тами однієї з робочих камер зі змінним об'ємом, шенні швидкості обертання і наближення до неї, відповідно, 9.1 і 9.2, і опозитно розташованих ро- при зменшенні швидкості обертання. бочих камер зі змінним об'ємом, відповідно, 10.1 і

Це дозволить, при незмінних оборотах провід- 10.2. ного колеса, в динаміці змінювати кут відхилення Пристрій, в цьому варіанті, містить додаткову коромисла. Що, у свою чергу, дозволить, без зупи- аналогічну провідну шестерню 11 і пов'язані з нею нки роботи усього пристрою, плавно регулювати дві ведені ексцентричні шестерні 12.1 їі 12.2, ана- його потужність, діапазон ходу рухливих елементів логічно закріплені, відповідно, на приводному валу в камерах зі змінюваним об'ємом і, відповідно, 2 і ведених осях 6.1 і 6.2 з іншого боку від сполуч- кількісні показники вироблюваного робочого сере- них ланок, відповідно, 8.1 і 8.2. довища. Що підвищує ККД пристрою і покращує Щоб уникнути небажаних можливих виникаю- умови його експлуатації. чих неврівноважених вібрацій під час роботи при-

Можливість встановлювання у пристрої, що строю при різних робочих оборотах приводного заявляється декількох ведених ексцентричних валу, технічне рішення з чотирма камерами (по дві коліс, кінематично пов'язаних з одним і тим же камери на одне ексцентричне тіло) зі змінним провідним колесом на відповідних паралельних об'ємом є переважним. ведених осях, і жорстко закріплених послідовно на Пристрій, що заявляється, працює таким чи- одному і тому ж коромислі, відповідно дозволить ном.

Від приводного джерела енергії, як таке може використані рідини, газ, повітря, залежно від зада- бути використаний електромотор, двигун внутріш- них вихідних робочих параметрів пропонованого нього згорання, вітряний генератор, гідрогенера- пристрою і умов (у тому числі умов довкілля) його тор і тому подібне, подають зусилля на приводний експлуатації. вал 2, який розганяється до заданої швидкості Випускні клапани робочих камер можуть бути обертання і розкручує провідну шестерню 3. У сполучені з кінцевим споживачем через ресивер, в свою чергу, шестерня З приводить до руху дві ве- якому енергія стислого середовища може без дені ексцентричні шестерні 4.1 і 4.2, які на підшип- втрат (на відміну від електричної енергії) тривалий никах вільно обертаються відносно нерухомих час накопичуватися, зберігатися і транспортувати- ведених осей, відповідно, 6.1 і 6.2. ся, при необхідності, на значні відстані, без засто-

Передавальне число 1:1 зубчастих коліс (ве- сування додаткових комунікацій у вигляді, примі- дених і провідних, у разі, коли всі вони виконані з ром, ліній електропередач. Крім того, вона може однаковими діаметрами) забезпечує еквівалентну бути використана, у тому числі, і у разі необхідного циклічність просторового місце розташування екс- збільшення потужності споживання кінцевим спо- центричних тіл під час кожного їх повного оберту живачем пристрою, що заявляється. Що робить відносно своїх осей обертання. У разі потреби його економнішим, у порівнянні з відомими при- зміни передавального числа, за умови дотримання строями. еквівалентної синхронізації ексцентричних коліс, До додаткових переваг конструкції пристрою, ведені і провідні зубчасті колеса виконуються з що заявляється, належить те, що він може викону- різними діаметрами, розрахованими для аналогіч- вати додаткову функцію, а саме, створювати і під- ної передачі зусиль з розрахованим необхідним тримувати вакуум в різних технологічних пристро- зміненням (більше / менше) передавального чис- ях, системах і установках, а також відкачувати ла. повітря і парогазові суміші в резервуарах, створю-

При обертанні вантажів 5.1 і 5.2, на них діє ві- ючи в них вакуум. Причому, додаткових конструк- дцентрова сила інерції, під дією якої зростає зу- тивних перетворень для цього не потрібно, досить силля ексцентричних тіл 4.1 і 4.2 на ведені осі, взаємно змінити функції впускних і випускних кла- відповідно, 6.1 і 6.2, і коромисло 7 починає пово- панів камер зі змінним об'ємом. При цьому, кожен ротно-поступально відхилятися від первинного з них функціонуватиме у «зворотному напрямі». За положення. допомогою заявленого пристрою процес вакууму-

За рахунок циклічної зміни напряму відцентро- вання середовища також стане простим і економі- вої сили коромисло 7, синхронно з ексцентрични- чним. Наявність такої додаткової функції пристрою ми тілами 4.1 і 4.2, здійснює коливальні рухи. Амп- розширює його технічні можливості і робить його літуда коливань завжди задана і дорівнює двом універсальним. відстаням до точок крайніх положень центру мас Схема розподілу зусиль, при роботі пристрою, вантажів 5.1 і 5.2, які визначені розрахунковим що заявляється, представлена на Фіг. 6, де вико- шляхом. ристані наступні буквені позначення:

Зусилля ексцентричних тіл 4.1 і 4.2, досягши ХМ, 4 с- координатні осі; крайньої точки відхилення коромисла, передають- в . - . ся миттєво, тобто, значення моменту відносно . 7 радіус траєкторії руху веденої ексцентри- провідного вала постійне. Змінюється тільки їх чної шестерні 4.1 (чи 4.2), відстань від центру обе- напрям на 180" в точці крайнього відхилення ко- ртання приводного валу 2 до центру обертання ромисла, коли відцентрова сила вантажів макси- кожної з ведених осей бл і 6.2; мально співпадає з напрямом руху коромисла, Є - кутова швидкість коливання коромисла, тобто плавно змінюється фаза, що дозволяє ефе- що здійснює коливальні рухи, відносно приводного ктивно знімати корисне зусилля в обох напрямах. вала 2 радіусом, рівним А;

Через кінематичний ланцюг "коромисло 7 - ве- ГОД кутова швидкість обертання ведених екс- дені осі 6.1 і 6.2 - сполучні ланки 8.1 і 8.2 - рухливі центричних шестерень (кутова частота обертання елементи камер зі змінним об'ємом 9.1, 9.2, 10.1, вантажів 5.1 і 5.2); 10.27 будь-який напрям коливального руху коро- г - радіус обертання центру мас вантажів 5.1 і мисла приводить в рух рухливі елементи усіх ка- 5.2; мер зі змінним об'ємом. При цьому, одночасно Е відбуваються процеси стискування робочого сере- дв - сила, прикладена від приводного двигу- довища у двох діагонально розташованих камерах на до вантажів, під дією якої вони обертаються з 9.1 ї 10.2 при відхиленні коромисла за годиннико- частотою 9; вою стрілкою, і процеси наповнення робочого се- Ей й редовища у двох діагонально розташованих каме- - сила протиді;; рах 101 ї 9.2 - при відхиленні коромисла проти Ру - відцентрова сила; годинникової стрілки. Тобто, будь-який напрям Е коливального руху коромисла 7 є робочим, коли х - радіальна складова відцентрової сили; корисна робота виконується по черзі в усіх парах Ме камер зі змінним об'ємом. - момент опору навантаження;

Робоче середовище з надмірним тиском пере- ПФ. кут між Р ТЕ. дається через випускні клапани (на схемах не по- В результаті роботи приводного двигуна поту- казані), камер зі змінним об'ємом кінцевому спо- жністю 2,2 кВт, приводному валу 2 передається живачеві. як робоче середовище можуть бути кутова швидкість 298,8 с" (2850 об/хв). При цьому провідна шестерня 3, яка жорстко закріплена на Р-1200.21-25200 (Вт) - 25,2 кВт. валу, обертається з тією ж швидкістю. Оскільки З чого виходить, що теоретична потужність передавальне число провідної і кожної з ведених коромисла (у 25,2 кВт) перевершує початкову по- шестерень 1:1 (у прикладі, що наводиться, прийн- тужність двигуна (у 2,2 кВт), що обертає привод- ято, що діаметри провідної і ведених шестерень ний вал, більше, ніж в 10 разів. рівні між собою), то кутова швидкість обертання У пристрої, що заявляється, вага і розмір екс- ведених шестерень 9, на яких закріплені вантажі центричних тіл розрахована так, що коромисло 7 5.1 і 5.2, також рівна 298,8 св результаті обер- відхиляється на задану величину при розрахунко- тання ексцентричних тіл (ведених шестерень), вих оборотах приводного вала 2, виконуючи коли- створюється відцентрова сила величиною: вальні рухи із заданою амплітудою і, через сполу-

Е - т. о? «т -8570 Н чні ланки 8.1 і 8.2 передає зусилля ексцентричних ч тіл, рівне силі Е, в камери зі змінюваним об'ємом. де: ! При цьому, рухливі елементи в камерах зі зміню- т - маса кожного вантажу, прийнята рівною ваним об'ємом переміщаються на відстань, рівну 1600 г; заданій амплітуді коливань коромисла 7. г - відстань до центру маси вантажів, прийня- Тобто, у даному пристрої тільки сила Г вико- та рівною 30 мм. ристовується для генерації в камерах зі змінним

Е Е об'ємом стислого робочого середовища з підви-

Радіальна складова Х відцентрової сили" щеним (надмірним) тиском. При цьому не збільшу- на роботу пристрою не впливає, тому що урівно- ється споживана пристроєм енергія приводного важена такою ж силою, що створюється симетри- двигуна безпосередньо для збільшення тиску ро- чно розташованим другим ексцентричним тілом. бочого середовища в камерах.

Миттєве значення, тангенціальної (до траєкторії Більше того, як показали наведені вище роз- радіусом НВ) і одночасно радіальною - до траєкторії рахунки, генерована пристроєм і передавана кін- 0. Й Е цевому споживачеві енергія стислого середовища радіусом г, складової відцентрової сили ", є сила багаторазово (більше, ніж в 10 разів) перевищує

ЕР, яка прикладена уздовж лінії 5 до осі ексцент- потужність двигуна, витрачену на привід самого ричного тіла, а від неї - до камери зі змінюваним пристрою. Що свідчить про високий ККД пристрою об'ємом, і рівна: в цілому.

Е-2-т ой -г.-сової Нижче приведені порівняльні розрахункові ха- , рактеристики розподілу зусиль (навантажень) при де: шо | роботі пристрою, що заявляється, і одного з відо- цифра 2 вказує на кількість вантажів; мих пристроїв для отримання (генерування) енер-

Ї . час обертання, с. гоносія у вигляді стислого середовища (повітря),

Ця сила, при 1-0. рівна: зокрема, поршневого компресора.

Е- 8БУО Н | Розрахунки проведені для наступних прикла- . . . дів порівнюваних пристроїв:

Миттєве значення радіальної швидкості ван- - стандартної схеми поршневого компресора, тажів (уподовж г і З ) рівне: коли зусилля приводного двигуна передається

М -о-г-совБої, безпосередньо до поршневої групи (що склада-

А при 1-0. 0-9 мс, ється З 3-х циліндрів) через кривошипно-

При цьому, кутова швидкість обертання 9 шатуновий механізм: : о, й : - схеми пристрою, що заявляється, коли кіне- провідної шестерні навколо осі 7 значно менше матичний зв'язок між приводним двигуном і порш- кутової швидкості 9, тому нею можна нехтувати. невою групою (вибраною як варіант конструкції

Момент, що створюється силою Е відносно осі 7 камери зі змінним об'ємом), що складається з 4-х (діючий момент) рівний : циліндрів, розірвана.

М.А, При цьому прийнято, що в порівнюваних при-

Во . . . строях: де - відстань від осі 7 до осі обертання ван- тажів, м. а. діаметри поршнів дорівнюють 80 мм;

Тоді: З - площі поршнів, рівні па"/4 - 0,005024 м";

М -8570:014 -1200 Ну Р - робочий тиск дорівнює 10 атм. (1.013

У окремому випадку обертального руху потуж- Мпа). ність рівна: 1. У відомому пристрої:

РАМ. при ож -Ф/ї де: а) розрахунок відповідного навантаження сти- ' слого середовища для моменту нагнітання і циклу

Ок - кутова швидкість обертання коромисла, всмоктування одного циліндра: рад/с; Евідп - Р. -50 кН.

Ф - кут повороту коромисла, рівний 0,42 рад; б) розрахунок механічного опору поршневої

Ї - час, за який коромисло робить одно коли- групи (тертя кілець), підшипників кочення і ковзан- вання, рівне 0,02 с. Тоді: ня для одного циліндра: ож - 042/0,02 - 21 рад/с, Еопору - 03 кН, отже, теоретична потужність коромисла: