WO2019013734A1 - Тороидальный универсальный механизм (варианты) - Google Patents

Тороидальный универсальный механизм (варианты) Download PDF

Info

Publication number
WO2019013734A1
WO2019013734A1 PCT/UA2018/000075 UA2018000075W WO2019013734A1 WO 2019013734 A1 WO2019013734 A1 WO 2019013734A1 UA 2018000075 W UA2018000075 W UA 2018000075W WO 2019013734 A1 WO2019013734 A1 WO 2019013734A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
toroidal
hollow toroidal
rings
block
Prior art date
Application number
PCT/UA2018/000075
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Олэксандр Олэксийовыч КОВРЫГА
Original Assignee
Олэксандр Олэксийовыч КОВРЫГА
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
Priority claimed from UAA201807279A external-priority patent/UA119832C2/uk
Priority claimed from UAA201807261A external-priority patent/UA119949C2/uk
Application filed by Олэксандр Олэксийовыч КОВРЫГА filed Critical Олэксандр Олэксийовыч КОВРЫГА
Priority to RU2019111742A priority Critical patent/RU2738292C1/ru
Publication of WO2019013734A1 publication Critical patent/WO2019013734A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/344—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/356—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member

Definitions

  • the invention relates to the field of engineering, specifically to a mechanism for converting the energy of compressed gases into mechanical and electrical energy, which can be used as a compressor, as an engine, as an electric generator, and as an electric motor.
  • a known mechanism for pumping liquid and gas comprising a housing with inlet and outlet channels for the working medium, a rotor with a passage channel installed coaxially in the housing, an intake-compression chamber formed by the inner surface of the rotor and the outer surface of the shaft, the axis of which is offset relative to the axis of the rotor, and distribution plate, which is installed in the groove of the shaft with the possibility of reciprocating motion and pivotally attached to the inner surface of the rotor.
  • the exhaust channel is connected to the annular channel and is located in front of the collision line of the rotor and the shaft in the direction of rotation (see the Ukrainian patent for invention
  • the rotary compressor includes a housing with inlet and outlet nozzles, shaped rotors mounted on parallel shafts to form a working chamber in the housing, and a separating element placed in the inlet nozzle.
  • the separation element is designed in the form of a truncated ellipsoid, the section plane of which faces the rotors and coincides with the plane passing through the inner edge of the inlet pipe, while the section plane is separated from the major axis of the ellipsoid by h, which is determined from the following relationship:
  • h 0, lAB, where h is the distance from the sectional plane of the ellipsoid to its major axis, AB is the major axis of the ellipsoid.
  • the rotor hinged-lamellar mechanism includes a housing, inlet and exhaust channels, a rotor mounted coaxially in the housing, a working chamber formed by the inner surface of the rotor and the outer surface of the shaft, whose axis is displaced relative to the axis of the rotor, as well as a distribution plate installed in the groove shaft with the possibility of reciprocating motion and hinged to the rotor.
  • the inlet and outlet channels are made in the shaft body and are connected to the working chamber along the groove of the distribution plate and are located on opposite sides of the groove opposite the hinge.
  • the rotor hinged-lamellar mechanism comprises a housing in which a discharge channel is made, a rotor in which a bypass passage is made, the rotor is installed in the housing coaxially, an intake passage, a working chamber formed by the inner surface of the rotor and the outer surface of the shaft, the axis of which is offset from the axis of the rotor, as well as a distribution plate installed in the shaft groove with the possibility of reciprocating motion and hinged to the rotor.
  • the mechanism has an additional throughput channel, made in the body body, and the inlet channel is made in the shaft body.
  • the inlet channel is connected to the working chamber and is located opposite the passage channel in the body of the rotor.
  • the bypass channel in the body of the rotor and the inlet channel are located on opposite sides of the distribution plate.
  • the mechanism is a A separable cavity of a toroidal shape in which a disk (rotor) is located, whose diameter is equal to the largest diameter of the torus, and its thickness is equal to half the smallest diameter of the torus.
  • the disk is located diagonally relative to the projection of the torus "side view”.
  • two bodies that perform the functions of pistons, moving as the disk rotates inside the torus, like a piston in a cylinder. From the central part in the disk body to each groove there are two channels, ending with windows near the pistons. If we use this mechanism as D.V. S, then the gaseous working substance is supplied and discharged through these channels.
  • Known toroidal traction drive with adjustable speed containing a leading disk and a driven disk, which have a common axis of rotation, the inner surface of each of which is molded to obtain a shape inverse to the toroid, so that the opposite inner surfaces of the disks form a toroidal cavity between them, roller blocks, which are located between the specified disks, each of which contains a roller. These disks are jointly pressed against the clamping force located between the roller blocks. Each roller of each block is in contact with each disk at the points of contact. The transmission of force is ensured by the use of the fluid of the traction device. Said fluid is compressed between the rollers of the roller blocks and the discs at the points of contact. Each roller unit is connected to a corresponding pivot pin.
  • Each axle has an axis of rotation, which passes through the toroidal cavity, and when the axle rotates around its axis of rotation, the axle applies a control force to the corresponding roller block at a point related to the corresponding block.
  • the applied control force provides control of the roller of the corresponding block and the assignment of other points of contact to it.
  • the point at which the control force is applied is located offset from the axis of rotation of the trunnion at a fixed distance and offset from the line crossing the contact points (see RF Patent JVfe 2603174).
  • a device for converting thermal energy in engines using a working fluid obtained as a result of burning a fuel mixture with easily ionizable additives, to obtain mechanical rotational energy and an MHD generator with a toroidal channel for generating electrical energy, containing a system of toroidal chambers installed with possibility of rotation arranged coaxially and parallel to each other, consisting of successively decreasing toroidal chamber-steps connected rigidly spiral-shaped and channels provided with valves at inlet and outlet coming out of the toroidal chamber at a tangent to a circle of maximum radius of rotation of the torus and the outer side members of the following toroidal chamber at a tangent to the minimum radius of rotation of the torus circumference on the inside.
  • the spiral channels emerging from the last chamber-stage are united around the axis of rotation and pass along it.
  • the first toroidal chamber-stage is a combustion chamber, the supply of fuel and oxidant to which is carried out along cylindrical channels coaxial with the axis of rotation of the system of toroidal chambers rigidly connected with it.
  • the channels diverge from the latter by radius through 90 ° and the formation of four injection positions, divided, in turn, through 45 ° into eight groups each. Each group performed with its angle of entry into the cavity of the toroidal combustion chamber 45 °, 51 "25 3", 57 0 51'26 ", 64 ° 17'09", 70 ° 42 * 5 G, 77 ° 08'34 ", 83 ° 34 ' 17 “, 90 °.
  • the ignition system for each group consists of eight candles installed with the possibility of their extension for the time of spinup and located at the intersection of the injection direction of the group with the opposite surface of the toroidal combustion chamber.
  • the MHD generator electrical system contains two groups of magnetic field excitation windings that are laid symmetrically relative to the plane of rotation dividing the torus in half, laid along the circles on the surface of the toroidal chamber facing its axis of rotation. Polar electrodes are located in the middle of the corresponding excitation windings with the possibility of contact with the working fluid.
  • the surface radius of a cylinder formed by an imaginary line connecting the polar electrodes, whose axis is coaxial with the axis of the toroidal chamber, is smaller than the radius of the average circumference of rotation of the torus, but greater than the smallest radius of rotation of the torus.
  • Each toroidal chamber-stage is equipped with sensors of temperature, pressure and velocity of the working fluid, and the whole system of toroidal chambers is placed in a housing with a discharged gas medium to reduce heat losses and friction (see RF patent Ne 2109960).
  • the basis of the invention is the task of creating a fundamentally new design of a toroidal universal mechanism that will provide increased efficiency (due to the absence of reverse translational motion and an increase in speed, reducing friction parts), simplification by reducing the number of parts, reducing the size and weight of the mechanism.
  • the problem is solved in a toroidal universal mechanism containing a hollow toroidal piston block mounted on a frame, made of two parts connected together; an annular piston located inside the hollow toroidal piston block, which rests on the sleeve; working chambers located between the inner surface of the hollow toroidal piston unit and the annular piston; a flywheel located above the hollow toroidal piston unit; balanced external and internal magnets. External magnets are mounted on the flywheel, and internal magnets are mounted on a ring-shaped piston.
  • grooves are made in the annular piston, in each of which there are two intercompression half rings connected together, and gas inlet and outlet channels are made in the sleeves, and an expansion spring is installed at the junction of the compression half rings.
  • a toroidal universal mechanism containing a hollow toroidal piston block mounted on a frame, made of two parts connected together; a winding located on the hollow toroidal piston block, made in the form of three sectors; relay adaptation, current distribution system; an annular piston located inside the hollow toroidal piston block, which rests on the sleeve; working chambers located between the inner surface of the hollow toroidal piston block and annular piston; a flywheel located above the hollow toroidal piston unit; balanced external magnets mounted on the flywheel and internal magnets mounted on the ring-shaped piston.
  • each sector is connected to a corresponding adaptation relay, each of which is connected to a current distribution system; grooves are made in the annular piston, in each of which there are two intercompression half rings connected together, and gas inlet and outlet channels are made in the sleeves, and a release spring is installed at the junction of the compression half rings.
  • the problem is solved in a toroidal universal mechanism containing a hollow toroidal piston block mounted on a frame, made of two interconnected parts; windings located on the hollow toroidal piston block and distributed in three sectors, three windings in each sector; block capacitors; switching unit; an annular piston located inside the hollow toroidal piston block, which rests on the sleeve; working chambers located between the inner surface of the hollow toroidal piston unit and the annular piston; a flywheel located above the hollow toroidal piston unit; balanced external magnets mounted on the flywheel and internal magnets mounted on the ring-shaped piston.
  • each compression half-ring is made in such a way that one end of it has a spike, and the other end has a groove.
  • FIG. 1 is a view of the mechanism in cross section (option 1);
  • figure 2 - view of the mechanism in longitudinal section (option 1);
  • FIG.Z fig.Z - view of the mechanism with a fitting oil supply (options 1, 2, 3); 4 shows the mechanism in longitudinal section: compression half-rings are in the compressed and decompressed position (options 1, 2, 3); 5 is a view of "In" on figure 4 (options 1, 2, 3);
  • Fig.7 view of the mechanism with a nozzle for supplying compressed gases
  • FIG. 8 view of the mechanism with a gas outlet pipe (options 1, 2, 3);
  • Fig.9 is a view of a groove with compression half rings and a spring release spring (variants 1, 2, 3);
  • figure 10 diagram of the use of the mechanism as an engine (options 1, 2); figure 1 1 - view of the mechanism in cross section (option 2);
  • Fig.12 is a view of the mechanism that is used as an electric generator
  • Fig.14 is a view of the mechanism that is used as an electric motor, which produces mechanical energy and the energy of compressed gases simultaneously (option 3).
  • the toroidal universal mechanism in the first embodiment contains a frame 1, on which is attached a hollow toroidal piston block 2.
  • the hollow toroidal piston unit 2 consists of two parts: the bottom 3 and the top 4, interconnected by a connecting element 5.
  • annular piston 6 having the shape of a torus and resting on three sleeves 7.
  • Fig. 96 six grooves 8 are made (Fig. 96), in which compression semicircles 9 are located (Fig. 5 , 9a).
  • each groove 8 there are two compression half rings 9, and a total of 9 compression half rings are twelve pieces.
  • Each compression half ring 9 is designed in such a way that one end has the shape of a tenon 10 (FIG. 6, view B), and the other end has the shape of a groove 1 1 (FIG. 6, view A).
  • Compression semirings 9 are installed in the groove 8 in such a way that the spike 10 of one compression semiring 9 enters the groove 1 1 of the other compression semiring 9.
  • a spring 12 which expands the compression semiring 9.
  • the supply channels 13 (FIG. 7), the gas exhaust ducts 14 (FIG. 8), the oil supply fitting 15 (FIG. 3) are made.
  • external magnets 16 are located on the flywheel 19.
  • internal magnets 17 are located in the annular piston 6. External 16 magnets and internal 17 magnets are balanced with each other.
  • a bearing 18 is installed between the hollow toroidal piston unit 2 and the annular piston 6 between the hollow toroidal piston unit 2 there are working chambers 20 (three chambers).
  • FIG. 10 shows a tank for supplying compressed gases 21, a tank for exhaust gases 22, a transfer valve 23 and a toroidal universal mechanism 24.
  • the toroidal universal mechanism according to the second variant differs from the mechanism according to the first variant in that a winding 25 is made on the hollow toroidal block of the piston 2, made in the form of three sectors: conventionally the first sector 26 is conventionally the second sector 27 conventionally the third sector 28 .
  • each sector 26, 27 and 28 is connected to the corresponding relay 29, each of which is connected to the system 30 distribution of electric current between consumers.
  • the toroidal universal mechanism in the first embodiment can operate as a compressor and as an engine.
  • the annular piston 6 is kept in a certain position by means of the sleeves 7.
  • the bushings 7, holding the annular piston 6 in a certain position creates between the hollow toroidal piston unit 2 and the annular piston 6 a space - working chambers 20.
  • On the annular pistons 6 are cut six ditches to 8, in which twelve compression half-rings are inserted 9. With the passage of the sleeves 7, the compression half-rings 9 are compressed, after the passage of the sleeves 7 - they are released under the influence of the spring 12, performing the function of circular blades.
  • each of the compression half-rings 9 there is a thorn 10 on one side to create tightness, on the other hand a groove 11, which allows not to lose tightness when the diameter of the compression half-rings 9 changes.
  • the compression half-rings 9 tighten the gases through the gas supply channels 13 and push them through the exhaust ducts 14. Using the mechanism as an engine.
  • Compression semirings 9 are in the grooves 8.
  • Each of the compression half-rings 9 has a spike 10 on one side and a groove 11 on the other side.
  • the grooves 8 (six grooves) are cut into an annular piston 6 shaped like a torus.
  • the annular piston 6 is located inside the hollow toroidal block of the piston 2, which has the shape of a hollow torus.
  • the annular piston 6 is contained in a certain position by the bushings 7. Due to the bushings 7, a working chamber 20 is created between the annular piston 6 and the hollow toroidal piston unit 2.
  • the compression half-rings 9 are compressed and hidden in the grooves 8. After the sleeves 7 have passed, the compression half-rings 9 are opened by the operation of the spring 12. Inside the annular piston 6 there are internal magnets 17 on the flywheel 19 are external magnets 16. Internal magnets 17 and external magnets 16 balanced with each other.
  • the toroidal universal mechanism can work as an electric generator, as well as an engine and an electric generator at the same time.
  • the compression half-rings 9 are compressed and hidden in the grooves 8. After the sleeves 7 are completed, the compression half-rings 9 are opened by the operation of the spring 12. Inside the annular piston 6 there are internal magnets (or ferromagnetic cores) 17, which under the action of compressed gases rotate with an annular piston 6 inside the hollow toroidal piston unit 2.
  • windings 25 are mounted on sectors 26, 27, 28, and internal magnets 17, for example, ferromagnetic cores (in this case, three pieces), when moving inside the windings 25, generate electrical energy, which passes through the relay 29 and enters the system 30 (Fig. 12), which distributes the electric current between consumers.
  • the gases press on the circular blades - uncompressed compression semirings 9, which unclamp due to the operation of the spring 12.
  • Compression semirings 9 are in the grooves 8.
  • Each of the compression half-rings has a spike 10 on one side, and a groove 1 1 on the other side.
  • Grooves 8 are cut into an annular piston 6 shaped like a torus.
  • the annular piston 6 is located inside the hollow toroidal block of the piston 2, which has the shape of a hollow torus.
  • the annular piston 6 is contained in a certain position by the bushings 7. Due to the bushings 7, a working chamber 20 is created between the annular piston 6 and the hollow toroidal piston unit 2.
  • the compression half-rings 9 are compressed and hidden in the grooves 8. After the sleeves 7 are completed, the compression half-rings 9 are expanded by the operation of the spring 12. Inside the annular piston 6 there are internal magnets 17 on the flywheel 19 are external magnets 16. Internal magnets 17 and external magnets 16 are balanced between themselves and torque is transmitted to the flywheel 19.
  • the toroidal universal mechanism according to the third variant contains a frame 1 on which a hollow toroidal piston block 2 is fixed.
  • the hollow toroidal piston unit 2 consists of two parts: the bottom 3 and the top 4, interconnected by a connecting element 5.
  • annular piston 6 having the shape of a torus and resting on three sleeves 7.
  • annular piston 6 six grooves 8 are made around its circumference (fig.9b), in which compression half rings 9 are located (fig.5, 9a ).
  • each groove 8 there are two compression half rings 9, and a total of compression half rings 9 twelve pieces.
  • Each compression half ring 9 is made in such a way that one end has the shape of a tenon 10 (FIG. 6, view B), and the other end has the shape of a groove 11 (FIG. 6, view A).
  • Compression half rings 9 are installed in the groove 8 in such a way that the spike 10 of one compression half ring 9 fits into the groove 11 of the other compression half ring 9.
  • the supply channels 13 (Fig. 7), the channels for the exhaust of gas 14 or air (Fig. 8), the oil supply fitting 15 (Fig. 3) are made.
  • hollow toroidal piston unit 2 on the flywheel 19, external magnets 16 are located.
  • internal magnets 17 are located in the annular piston 6.
  • External 16 and internal 17 magnets are balanced with each other.
  • a bearing 18 is installed between the hollow toroidal piston unit 2 and the annular piston 6 between the hollow toroidal piston unit 2 and the annular piston 6 there are working chambers 20 (three chambers).
  • windings 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 located in three sectors 40, 41, 42, three windings in each sector, that is, in sector 40 windings 31, 32, 33 are located (installed), windings 34, 35, 36 are installed in sector 41, windings 37, 38, 39 are installed in sector 42.
  • the windings 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 are connected to a block of capacitors 43, which in turn is connected to a switch block 44.
  • the operation of the mechanism as an electric motor that simultaneously produces mechanical energy and the energy of compressed gases is carried out in the following order.
  • Electric current on the windings, mounted in sectors 40, 41 and 42, is supplied in such a way that the internal magnets located in the annular piston 6 acquire a gradual rotational movement.
  • the first impulse is fed to the windings 31, 34, 37, the next to the windings 32, 35, 38; then - on windings 33, 36, 39. Then the impulse is fed again to the above windings in cyclic order, driving the internal magnets 17, located in the annular piston 6.
  • the annular piston 6 is located inside the hollow toroidal block of the piston 2, which has the shape of a hollow torus.
  • Each of the compression half rings 9 has one side spike 10, on the other hand groove 11.
  • Sleeve 7 holding the annular piston 6 in a certain position, create between the hollow toroidal piston unit 2 and the annular piston 6 space - working chamber 20.
  • the compression half-rings 9 With the passage of the sleeves 7, the compression half-rings 9 are compressed and hidden in the grooves 8. Having gone through the sleeves 7, the compression half-rings 9 are released due to the operation of the spring 12. Thus, the mechanism produces energy of compressed gases, that is, performs the function of a compressor.
  • the internal magnets 17, which are located in the ring-shaped piston 6, transmit rotational motion to the external magnets 16 fixed on the flywheel 19, due to the fact that the internal magnets 17 and the external magnets 16 are balanced with each other.
  • the mechanism produces mechanical energy, performing the function of an electric motor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к области машиностроения. Тороидальный универсальный механизм выполнен в 3-х вариантах. В первом варианте механизм содержит закрепленный на станине пустотелый тороидальный блок поршня, выполненный из двух соединенных между собой частей; кольцеобразный поршень, расположенный внутри блока, который опирается на втулки; рабочие камеры, расположенные между внутренней поверхностью блока и поршнем; маховик, расположенный над блоком; сбалансированные между собой внешние магниты, закрепленные на маховике и внутренние магниты, закрепленные на поршне. В поршне выполнены канавки, в каждой из которых расположены по два соединенных между собой компрессионных полукольца. Во втулках выполнены каналы подвода и отвода газа. В месте соединения полуколец, установлена разжимающая пружина. Во втором варианте на блоке расположена обмотка, выполненная в виде трех секторов. В третьем варианте на блоке расположены обмотки, расположенные в трех секторах, по три обмотки в каждом секторе.

Description

Тороидальный универсальный механизм (варианты)
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области машиностроения, конкретно к механизму для преобразования энергии сжатых газов в механическую и электрическую энергии, который может использоваться как компрессор, как двигатель, как электрогенератор, и как электродвигатель.
Известен механизм для перекачки жидкости и газа, содержащий корпус с каналами впуска и выпуска рабочей среды, ротор с пропускным каналом, установленный в корпусе соосно, камеру всасывания-сжатия, образованную внутренней поверхностью ротора и внешней поверхностью вала, ось которого смещена относительно оси ротора, и распределительную пластину, которая установлена в пазу вала с возможностью возвратно-поступательного движения и шарнирно прикреплена к внутренней поверхности ротора. В корпусе выполнен кольцевой канал длиной от впускного к выпускному каналу, соединенный с пропускным каналом ротора. Выпускной канал соединен с кольцевым каналом и расположен перед линией столкновения ротора и вала по ходу вращения (см. патент Украины на изобретение
Figure imgf000003_0001
Известен ротационный компрессор по патенту Украины JVb 913.
Ротационный компрессор содержит корпус с впускным и выпускным патрубками, профилированные роторы, установленные на параллельных валах с образованием в корпусе рабочих камер, и размещенный во впускном патрубке разделительный элемент. Разделительный элемент выполнен в виде усеченного эллипсоида, плоскость сечения которого обращена в сторону роторов и совпадает с плоскостью, проходящей через внутреннюю кромку впускного патрубка, при этом плоскость сечения отстоит от большой оси эллипсоида на величину h, которая определяется из следующего соотношения:
h = 0,lAB, где h - расстояние от плоскости сечения эллипсоида к его большой оси, АВ - большая ось эллипсоида.
Известен также роторный шарнирно-пластинчатый механизм, выполненный в двух вариантах (см. патент Украины на изобретение N° 46680).
В первом варианте роторный шарнирно-пластинчатый механизм содержит корпус, впускной и выпускной каналы, ротор, установленный в корпусе соосно, рабочую камеру, образованную внутренней поверхностью ротора и внешней поверхностью вала, ось которого смещена относительно оси ротора, а также распределительную пластину, установленную в пазу вала с возможностью возвратно-поступательного движения и шарнирно закрепленную на роторе. Впускной и выпускной каналы выполнены в теле вала и соединены с рабочей камерой вдоль паза распределительной пластины и расположены по разные стороны паза напротив шарнира.
Роторный шарнирно-пластинчатый механизм по второму варианту содержит корпус, в теле которого выполнен выпускной канал, ротор, в теле которого выполнен перепускной канал, при этом ротор установлен в корпусе соосно, впускной канал, рабочую камеру, образованную внутренней поверхностью ротора и внешней поверхностью вала, ось которого смещена относительно оси ротора, а также распределительную пластину, установленную в пазу вала с возможностью возвратно-поступательного движения и шарнирно закрепленную на роторе. Механизм имеет дополнительный пропускной канал, выполненный в теле корпуса, а впускной канал выполнен в теле вала. Впускной канал соединен с рабочей камерой и расположен напротив пропускного канала в теле ротора. Перепускной канал в теле ротора и впускной канал расположены с противоположных сторон распределительной пластины.
В интернете выложен механизм, который предполагается использовать в качестве двигателя или компрессора. Механизм представляет собой разъемную полость тороидальной формы, в которой находится диск (ротор), диаметр которого равен наибольшему диаметру тора, а его толщина равна половине наименьшего диаметра тора. Диск расположен как бы по диагонали относительно проекции тора "вид со стороны". В диаметрально противоположных относительно друг друга выемках диска находятся два тела, выполняющих функции поршней, перемещающихся при вращении диска внутри тора подобно поршню в цилиндре. От центральной части в теле диска к каждой выемке располагаются по два канала, заканчивающиеся окнами около поршней. Если использовать этот механизм как Д. В. С, то по данным каналам осуществляется подача и отвод газообразного рабочего вещества.
Данный механизм предлагается использовать также в конструкции пылесоса для создания вакуума (см. https://crowd.nami.ru/ideas/dvigateli/ toroidalnyy_mekhanizrn/?sphrase_id=176&PAGEN_2=2).
Однако, описанная конструкция - это не конкретное техническое решение одной из задач, а идея использования полости тороидальной формы.
Известен тороидальный тяговый привод с регулируемой скоростью, содержащий ведущий диск и ведомый диск, которые имеют общую ось вращения, внутренняя поверхность каждого из которых отформована с получением формы, обратной тороиду, так что противолежащие внутренние поверхности дисков образуют между собой тороидальную полость, роликовые блоки, которые расположены между указанными дисками, каждый из которых содержит ролик. Указанные диски совместно поджаты к расположенным между ними роликовым блокам прижимным усилием. Каждый ролик каждого блока контактирует с каждым диском в точках контакта. Передача усилия обеспечивается благодаря использованию текучей среды тягового устройства. Указанная текучая среда сжимается между роликами роликовых блоков и дисками в точках контакта. Каждый роликовый блок соединен с соответствующей поворачиваемой цапфой. Каждая цапфа имеет ось поворота, которая проходит через тороидальную полость, и при повороте цапфы вокруг ее оси поворота цапфа прикладывает управляющее усилие к соответствующему роликовому блоку в точке, относящейся к соответствующему блоку. Приложенное управляющее усилие обеспечивает управление роликом соответствующего блока и присвоение ему других точек контакта. Точка, в которой приложено управляющее усилие, расположена со смещением от оси поворота цапфы на фиксированное расстояние и со смещением от линии, пересекающей точки контакта (см. патент РФ JVfe 2603174).
Известно также устройство для преобразования тепловой энергии в двигателях, использующих рабочее тело, полученное в результате сгорания топливной смеси с легко ионизируемыми присадками, с получением механической энергии вращения, и МГД-генератор с тороидальным каналом для получения электрической энергии, содержащий систему тороидальных камер, установленных с возможностью вращения, расположенных соосно и параллельно друг другу, состоящих из последовательно уменьшающихся тороидальных камер-ступеней, соединенных жестко спиралевидными каналами, снабженными на выходе и входе клапанами, выходящими из тороидальной камеры по касательной к окружности максимального радиуса вращения тора с внешней стороны и входящими в следующую тороидальную камеру по касательной к окружности минимального радиуса вращения тора с внутренней стороны. Выходящие из последней камеры-ступени спиралевидные каналы объединены вокруг оси вращения и проходят вдоль нее. Первая тороидальная камера-ступень является камерой сгорания, подача топлива и окислителя в которую осуществлена по цилиндрическим каналам, соосным с осью вращения системы тороидальных камер, жестко связанных с ней. На первой ступени каналы расходятся с охватом последней по радиусам через 90° и образованием четырех позиций впрыскивания, разделенных, в свою очередь, через 45° на восемь групп каждая. Каждая группа выполнена со своим углом вхождения в полость тороидальной камеры сгорания 45°, 51 "25 3", 57051'26", 64° 17' 09", 70°42*5 Г, 77°08'34", 83°34'17", 90°. Система поджига для каждой группы состоит из восьми свечей, установленных с возможностью их выдвижения на время раскрутки и расположенных в местах пересечения направления впрыскивания группы с противоположной поверхностью тороидальной камеры сгорания, Электросистема МГД-генератора содержит две группы обмоток возбуждения магнитного поля, проложенных симметрично относительно плоскости вращения, делящей тор пополам, проложенных по окружностям на поверхности тороидальной камеры, обращенной к ее оси вращения. Полярные электроды расположены в средней части соответствующих обмоток возбуждения с возможностью контакта с рабочим телом. Радиус поверхности цилиндра, образованного воображаемой линией, соединяющей полярные электроды, ось которого соосна с осью тороидальной камеры, меньше радиуса средней окружности вращения тора, но больше наименьшего радиуса вращения тора. Каждая тороидальная камера-ступень снабжена датчиками температуры, давления и скорости рабочего тела, а вся система тороидальных камер размещена в корпусе с разряженной газовой средой для уменьшения тепловых потерь и трения (см. патент РФ Ne 2109960).
Из уровня техники также известно много различных вариантов исполнения электродвигателей, в частности:
• патенты Украины N2N2:
2926 Линейный индукторный электродвигатель;
5292 Электродвигатель;
14532 Реверсивный вентильный электродвигатель;
21657 Тяговый электродвигатель постоянного тока;
61364 Устройство для преобразования энергии потоков рабочих тел в электрическую или механическую энергию;
72797 Однофазный электродвигатель Харченко; 75744 Волновой электродвигатель;
80640 Электродвигатель (варианты)
93168 Линейный электродвигатель возвратно-поступательного движения;
95588 Индукционно-динамический электродвигатель циклического действия;
102435 Асинхронный электродвигатель;
108499 Безколлекторный электродвигатель;
• патенты Российской Федерации N2N2:
2268368 ДВС Дудина, биротационный с тороидальными
поршнями;
2301488 Шаговый электродвигатель;
2461116 Электромеханическое устройство;
2539579 Электродвигатель асинхронный с высоким К.П.Д.;
2543993 Электродвигатель и/или генератор с механической
подстройкой постоянного магнитного поля;
94033689 Катушечный электродвигатель;
94042554 Электрический двигатель,
а также другие электродвигатели, описанные в научно-технической и патентной литературе.
Ни одно из перечисленных выше технических решений, а также идея, выложенная в Интернете, не может быть выбрано в качестве прототипа, т.к. они решают поставленную задачу конструктивно другим принципом, а предложение, выложенное в Интернете, вообще задачу не решает, и, по сути, является идеей.
В основу изобретения поставлена задача создать принципиально новую конструкцию тороидальной универсального механизма, который обеспечит повышение эффективности (за счет отсутствия обратно поступательного движения и увеличения оборотов, уменьшения трущихся деталей), упрощение за счет уменьшения количества деталей, уменьшение габаритов и веса механизма.
Кроме того, при использовании заявляемого механизма как двигателя, возникает возможность использовать давление газа неоднократно.
Поставленная задача решена тремя вариантами тороидального универсального механизма.
В первом варианте поставленная задача решена в тороидальном универсальном механизме, содержащем закрепленный на станине пустотелый тороидальный блок поршня, выполненный из двух соединенных между собой частей; кольцеобразный поршень, расположенный внутри пустотелого тороидального блока поршня, который опирается на втулки; рабочие камеры, расположенные между внутренней поверхностью полого тороидального блока поршня и кольцеобразным поршнем; маховик, расположенный над пустотелым тороидальном блоком поршня; сбалансированные между собой внешние и внутренние магниты. Внешние магниты закреплены на маховике, а внутренние закреплены на кольцеобразном поршне. При этом в кольцеобразном поршне выполнены канавки, в каждой из которых расположены по два соединенных между собой компрессионных полукольца, а во втулках выполнены каналы подвода и отвода газа, а в месте соединения компрессионных полуколец установлена разжимающая пружина.
Во втором варианте поставленная задача решена в тороидальном универсальном механизме, содержащем закрепленный на станине пустотелый тороидальный блок поршня, выполненный из двух соединенных между собой частей; обмотку, расположенную на пустотелом тороидальном блоке поршня, выполненную в виде трех секторов; реле адаптации, систему распределения тока; кольцеобразный поршень, расположенный внутри пустотелого тороидального блока поршня, который опирается на втулки; рабочие камеры, расположенные между внутренней поверхностью полого тороидального блока поршня и кольцеобразным поршнем; маховик, расположенный над пустотелым тороидальном блоком поршня; сбалансированные между собой внешние магниты, закрепленные на маховике и внутренние магниты, закрепленные на кольцеобразном поршне. Обмотка каждого сектора соединена с соответствующим реле адаптации, каждое из которых соединено с системой распределения тока; в кольцеобразном поршне выполнены канавки, в каждой из которых расположены по два соединенных между собой компрессионных полукольца, а во втулках выполнены каналы подвода и отвода газа, а в месте соединения компрессионных полуколец установлена разжимающая пружина.
В третьем варианте поставленная задача решена в тороидальном универсальном механизме, содержащем закрепленный на станине пустотелый тороидальный блок поршня, выполненный из двух соединенных между собой частей; обмотки, расположенные на пустотелом тороидальном блока поршня и распределенные в трех секторах, по три обмотки в каждом секторе; блок конденсаторов; блок коммутации; кольцеобразный поршень, расположенный внутри пустотелого тороидального блока поршня, который опирается на втулки; рабочие камеры, расположенные между внутренней поверхностью полого тороидального блока поршня и кольцеобразным поршнем; маховик, расположенный над пустотелым тороидальном блоком поршня; сбалансированные между собой внешние магниты, закрепленные на маховике и внутренние магниты, закрепленные на кольцеобразном поршне. Обмотки соединены с выходами блока конденсаторов, вход которого соединен с блоком коммутации; в кольцеобразном поршне выполнены канавки, в каждой из которых расположены по два соединенных между собой компрессионных полукольца, а во втулках выполнены каналы подвода и отвода газа. В месте соединения компрессионных полуколец установлена разжимающая пружина. Кроме того, в заявляемом механизме по первому, второму и третьему вариантам каждое компрессионное полукольцо выполнено таким образом, что один конец его имеет шип, а второй конец - паз.
Тороидальный универсальный механизм изображен на чертежах, где: фиг.1 - вид механизма в поперечном сечении (вариант 1);
фиг.2 - вид механизма в продольном сечении (вариант 1 );
фиг.З - вид механизма со штуцером подачи масла (варианты 1, 2, 3); фиг.4 - вид механизма в продольном сечении: компрессионные полукольца находятся в сжатом и разжатом положении (варианты 1, 2, 3); фиг.5 - вид «В» на фигуре 4 (варианты 1, 2, 3);
фиг.6 - вид компрессионных полуколец (варианты 1, 2, 3);
фиг.7 - вид механизма с патрубком подвода сжатых газов
(варианты 1, 2, 3);
фиг. 8 - вид механизма с патрубком отвода газов (варианты 1, 2, 3);
фиг.9 - вид канавки с компрессионными полукольцами и разжимающей пружиной (варианты 1, 2, 3);
фиг.10 - схема использования механизма как двигателя (варианты 1, 2); фиг.1 1 - вид механизма в поперечном сечении (вариант 2);
фиг.12 - вид механизма, который используется как электрогенератор
(вариант 2);
фиг.13 - вид механизма в поперечном сечении (вариант 3);
фиг.14 - вид механизма, который используется как электродвигатель, производящий механическую энергию и энергию сжатых газов одновременно (вариант 3).
Тороидальный универсальный механизм по первому варианту содержит станину 1, на которой закреплен пустотелый тороидальный блок поршня 2. Пустотелый тороидальный блок поршня 2 состоит из двух частей: нижней 3 и верхней 4, соединенных между собой соединительным элементом 5.
Внутри пустотелого тороидального блока поршня 2 расположен кольцеобразный поршень 6, имеющий форму тора и опирающийся на три втулки 7. В кольцеобразном поршне 6, по его окружности, выполнены шесть канавок 8 (фиг. 96), в которых расположены компрессионные полукольца 9 (фиг. 5, 9а). В каждой канавке 8 расположены два компрессионные полукольца 9, а всего компрессионных полуколец 9 двенадцать штук. Каждое компрессионное полукольцо 9 выполнен таким образом, что один конец его имеет форму шипа 10 (фиг.6, вид Б), а второй конец имеет форму паза 1 1 (фиг.6, вид А). Компрессионные полукольца 9 установлены в канавке 8 таким образом, что шип 10 одного компрессионного полукольца 9 входит в паз 1 1 другого компрессионного полукольца 9. В местах соединения компрессионных полуколец 9 расположена пружина 12, которая разжимает компрессионные полукольца 9.
Во втулках 7 выполнены каналы подвода 13 (фиг.7), каналы для отвода газа 14 (фиг.8), штуцер подачи масла 15 (фиг.З). Над пустотелым тороидальном блоком поршня 2 на маховике 19 расположены внешние магниты 16. Внутри полого тороидального блока поршня 2 в кольцеобразном поршне 6 расположены внутренние магниты 17. Внешние 16 и внутренние 17 магниты сбалансированы между собой. Для обеспечения вращения маховика 19 между маховиком 19 и пустотелым тороидальном блоком поршня 2, установлен подшипник 18. Между пустотелым тороидальном блоком поршня 2 и кольцеобразным поршнем 6 размещены рабочие камеры 20 (три камеры).
Для иллюстрации работы механизма в режиме двигателя на фиг.10 показаны резервуар подачи сжатых газов 21 резервуар отвода газов 22 переводной клапан 23 и тороидальный универсальный механизм 24. Тороидальный универсальный механизм по второму варианту (фиг.П, 12) отличается от механизма по первому варианту тем, что на пустотелом тороидальном блоке поршня 2 смонтирована обмотка 25, выполненная в виде трех секторов: условно первый сектор 26 условно второй сектор 27 условно третий сектор 28.
Обмотка 25 каждого сектора 26, 27 и 28 соединена с соответствующим реле 29, каждое из которых соединен с системой 30 распределения электрического тока между потребителями.
Тороидальный универсальный механизм по первому варианту может работать как компрессор и как двигатель.
Работа механизма как компрессора.
Маховик 19, получая от внешнего привода вращательное движение, передает его с помощью сбалансированных внешних 16 и внутренних 17 магнитов кольцеобразному поршню 6, который находится внутри пустотелого тороидального блока поршня 2. Кольцеобразный поршень 6 содержится в определенном положении с помощью втулок 7. Втулки 7, удерживая кольцеобразный поршень 6 в определенном положении, создают между пустотелым тороидальным блоком поршня 2 и кольцеобразным поршнем 6 пространство - рабочие камеры 20. На кольцеобразном поршни 6 нарезанные шесть канавок 8, в которые вставлены двенадцать компрессионных полуколец 9. При прохождении втулок 7 компрессионные полукольца 9 сжимаются, после прохождения втулок 7 - разжимаются под воздействием пружины 12, выполняя функцию круговых лопастей. На каждом из компрессионных полуколец 9 для создания герметичности имеется с одной стороны шип 10, с другой стороны - паз 11, что позволяет не терять герметичность при изменении диаметра компрессионных полуколец 9. При вращении кольцеобразного поршня 6 компрессионные полукольца 9 затягивают газы через каналы подвода газа 13 и выталкивают их через каналы отвода газа 14. Использование механизма как двигателя.
Сжатые газы из резервуара подачи 21 (фиг.10) через каналы подвода газов 13 (фиг.7), которые находятся во втулках 7, поступают в рабочие камеры 20. В рабочих камерах 20 газы давят на круговые лопасти. Круговые лопасти - разжатые компрессионные полукольца 9, которые разжимаются за счет работы пружины 12.
Компрессионные полукольца 9 находятся в канавках 8. Каждый из компрессионных полуколец 9 имеет с одной стороны шип 10, с другой стороны паз 11.
Такая конструкция позволяет изменять диаметр, не теряя герметичности. Канавки 8 (шесть канавок), нарезаны в кольцеобразном поршне 6, имеющем форму тора.
Кольцеобразный поршень 6 находится внутри пустотелого тороидального блока поршня 2, который имеет форму полого тора.
Кольцеобразный поршень 6 содержится в определенном положении втулками 7. За счет втулок 7 между кольцеобразным поршнем 6 и пустотелым тороидальном блоком поршня 2 создается рабочая камера 20.
Газы, пройдя через рабочие камеры 20, толкают раскрытые компрессионные полукольца 9 и выходят через каналы для отвода газов 14, находящихся во втулках 7, заставляя кольцеобразный поршень 6 вращаться внутри пустотелого тороидального блока поршня 2.
При прохождении втулок 7 компрессионные полукольца 9 сжимаются и прячутся в канавках 8. Пройдя втулки 7 компрессионные полукольца 9 разжимаются за счет работы пружины 12. Внутри кольцеобразного поршня 6 находятся внутренние магниты 17 на маховике 19 находятся внешние магниты 16. Внутренние магниты 17 и внешние магниты 16 сбалансированы между собой.
Газы, поступая через каналы подвода газов 13, которые находятся во втулках 7 и проходя через рабочие камеры 20, толкают раскрытые компрессионные полукольца 9, выходят через каналы отвода газа 14 и поступают в резервуар отвода газов 22 (фиг.10). При создании определенного давления в резервуаре отвода газов 22 срабатывает переводной клапан 23, перекрывающий резервуар подачи сжатых газов 21 и направляет газы из резервуара отвода газов 22 в каналы подвода газов 13 тороидального универсального механизма 24, позволяя использовать давление неоднократно, после чего газы выбрасываются в атмосферу.
Тороидальный универсальный механизм по второму варианту может работать как электрогенератор, а также как двигатель и электрогенератор одновременно.
Работа механизма как электрогенератора с помощью сжатых газов осуществляется в следующем порядке.
Сжатые газы из резервуара подачи 21 (фиг.10) через каналы подвода газов 13 (фиг.7), которые находятся во втулках 7, поступают в рабочие камеры 20.
Газы, пройдя через рабочие камеры 20, толкают раскрытые компрессионные полукольца 9 и выходят через каналы для отвода газов 14, находящиеся во втулках 7, заставляя кольцеобразный поршень 6 вращаться внутри пустотелого тороидального блока поршня 2.
При прохождении втулок 7 компрессионные полукольца 9 сжимаются и прячутся в канавках 8. Пройдя втулки 7, компрессионные полукольца 9 разжимаются за счет работы пружины 12. Внутри кольцеобразного поршня 6 находятся внутренние магниты (или ферромагнитные сердечники) 17, которые под действием сжатых газов вращаются вместе с кольцеобразным поршнем 6 внутри пустотелого тороидального блока поршня 2.
На пустотелом тороидальном блоке поршня 2 (фиг.12) на участках секторов 26, 27, 28, смонтированы обмотки 25. Внутренние магниты 17, например, ферромагнитные сердечники (в данном случае три шт.), при движении внутри обмоток 25 производят электрическую энергию, которая проходит через реле 29 и поступает в систему 30 (фиг.12), которая распределяет электрический ток между потребителями.
Работа механизма как двигателя и электрогенератора одновременно осуществляется в следующем порядке.
Сжатые газы из резервуара подачи 21 (фиг.10) через каналы подвода газов 13 (фиг.7), которые находятся во втулках 7, поступают в рабочие камеры 20. В рабочих камерах 20 газы давят на круговые лопасти - разжатые компрессионные полукольца 9, которые разжимаются за счет работы пружины 12.
Компрессионные полукольца 9 находятся в канавках 8. Каждое из компрессионных полуколец имеет с одной стороны шип 10, с другой стороны - паз 1 1.
Такая конструкция позволяет изменять диаметр не теряя герметичности. Канавки 8 (шесть канавок в данном примере), нарезаны в кольцеобразном поршне 6, имеющем форму тора. Кольцеобразный поршень 6 находится внутри пустотелого тороидального блока поршня 2, который имеет форму полого тора.
Кольцеобразный поршень 6 содержится в определенном положении втулками 7. За счет втулок 7 между кольцеобразным поршнем 6 и пустотелым тороидальном блоком поршня 2 создается рабочая камера 20.
Газы, пройдя через рабочие камеры 20, толкают раскрытые компрессионные полукольца 9 и выходят через каналы для отвода газов 14, находящиеся во втулках 7, заставляя кольцеобразный поршень 6 вращаться внутри пустотелого тороидального блока поршня 2.
При прохождении втулок 7 компрессионные полукольца 9 сжимаются и прячутся в канавках 8. Пройдя втулки 7 компрессионные полукольца 9 разжимаются за счет работы пружины 12. Внутри кольцеобразного поршня 6 находятся внутренние магниты 17 на маховике 19 находятся внешние магниты 16. Внутренние магниты 17 и внешние магниты 16 сбалансированы между собой и крутящий момент передается на маховик 19.
Одновременно внутренние магниты 17, которые находятся внутри кольцеобразного поршня 6, который удерживается втулками 7 внутри тороидального блока поршня 2, проходя через обмотки 25, смонтированные на тороидальном блоке поршня 2 в секторах 26, 27, 28, образуют электроэнергию, которая пройдя реле адаптации 29 поступает в систему потребления электроэнергии 30.
Тороидальный универсальный механизм по третьему варианту содержит станину 1, на которой закреплен пустотелый тороидальный блок поршня 2.
Пустотелый тороидальный блок поршня 2 состоит из двух частей: нижней 3 и верхней 4, соединенных между собой соединительным элементом 5.
Внутри пустотелого тороидального блока поршня 2 расположен кольцеобразный поршень 6, имеющий форму тора и опирающийся на три втулки 7. В кольцеобразном поршне 6 по его окружности выполнены шесть канавок 8 (фиг.9б), в которых расположены компрессионные полукольца 9 (фиг.5, 9а). В каждой канавке 8 расположены два компрессионных полукольца 9, а всего компрессионных полуколец 9 двенадцать штук. Каждое компрессионное полукольцо 9 выполнен таким образом, что один конец его имеет форму шипа 10 (фиг.6, вид Б), а второй конец имеет форму паза 11 (фиг.6, вид А). Компрессионные полукольца 9 установлены в канавке 8 таким образом, что шип 10 одного компрессионного полукольца 9 входит в паз 11 другого компрессионного полукольца 9. В местах соединения компрессионных полуколец 9 расположена пружина 12, которая разжимает компрессионные полукольца 9.
Во втулках 7 выполнены каналы подвода 13 (фиг.7), каналы для отвода газа 14 или воздуха (фиг.8), штуцер подачи масла 15 (фиг.З). Над пустотелым тороидальным блоком поршня 2, на маховике 19, расположены внешние магниты 16. Внутри пустотелого тороидального блока поршня 2 в кольцеобразном поршне 6 расположены внутренние магниты 17. Внешние 16 и внутренние 17 магниты сбалансированы между собой. Для обеспечения вращения маховика 19 между маховиком 19 и пустотелым тороидальном блоком поршня 2, установлен подшипник 18. Между пустотелым тороидальном блоком поршня 2 и кольцеобразным поршнем 6 размещены рабочие камеры 20 (три камеры).
На пустотелом тороидальном блоке поршня 2 расположены (установлены) обмотки 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, расположенные в трех секторах 40, 41 , 42, по три обмотки в каждом секторе, то есть в секторе 40 расположены (установлены) обмотки 31, 32, 33, в секторе 41 установлены обмотки 34, 35, 36, и в секторе 42 установлены обмотки 37, 38, 39.
Обмотки 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 соединены с блоком конденсаторов 43, который в свою очередь соединен с блоком коммутации 44.
Работа механизма как электродвигателя, который одновременно производит механическую энергию и энергию сжатых газов осуществляется в следующем порядке.
Подача тока на обмотки 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, расположенных в секторах 40, 41 и 42 пустотелого тороидального блока поршня 2, осуществляется с блока конденсаторов 43, который получает питание от блока коммутации 44 и управляется им.
Электрический ток на обмотки, смонтированные в секторах 40, 41 и 42, подается таким образом, что внутренние магниты, расположенные в кольцеобразном поршне 6, приобретают постепенное вращательное движение. Например: первый импульс подается на обмотки 31, 34, 37, следующий - на обмотки 32, 35, 38; далее - на обмотки 33, 36, 39. Затем подача импульса снова осуществляется на вышеуказанные обмотки в циклическом порядке, приводя в движение внутренние магниты 17, расположенные в кольцеобразном поршне 6.
Кольцеобразный поршень 6 находится внутри пустотелого тороидального блока поршня 2, который имеет форму полого тора.
Кольцеобразный поршень 6, вращаясь внутри пустотелого тороидального блока 2, втягивает газы (воздух) через каналы подвода газов 13 (фиг.7) благодаря компрессионным полукольцам 9, расположенным в канавках 8, нарезанных на кольцеобразном поршне 6. Каждое из компрессионных полуколец 9 имеет с одной стороны шип 10, с другой стороны паз 11.
Втулки 7, удерживая кольцеобразный поршень 6 в определенном положении, создают между пустотелым тороидальном блоком поршня 2 и кольцеобразным поршнем 6 пространство - рабочие камеры 20.
Газы, пройдя через рабочие камеры 20, выталкиваются раскрытыми компрессионными полукольцами 9 через каналы для отвода газов 14 (фиг.7), находящихся во втулках 7.
При прохождении втулок 7 компрессионные полукольца 9 сжимаются и прячутся в канавках 8. Пройдя втулки 7, компрессионные полукольца 9 разжимаются за счет работы пружины 12. Таким образом механизм производит энергию сжатых газов, то есть выполняет функцию компрессора.
Одновременно внутренние магниты 17, которые находятся в кольцеобразном поршне 6, передают вращательное движение внешним магнитам 16, закрепленным на маховике 19, благодаря тому, что внутренние магниты 17 и внешние магниты 16 сбалансированы между собой. Таким образом, механизм производит механическую энергию, выполняя функцию электродвигателя .

Claims

Формула изобретения
1. Тороидальный универсальный механизм, содержащий закрепленный на станине пустотелый тороидальный блок поршня, выполненный из двух соединенных между собой частей; кольцеобразный поршень, расположенный
5 внутри пустотелого тороидального блока поршня, который опирается на втулки; рабочие камеры, расположенные между внутренней поверхностью пустотелого тороидального блока поршня и кольцеобразным поршнем; маховик, расположенный над пустотелым тороидальным блоком поршня; сбалансированные между собой внешние магниты, закрепленные на ю маховике и внутренние магниты, закрепленные на кольцеобразном поршне, при этом, в кольцеобразном поршне выполнены канавки, в каждой из которых расположены по два соединенных между собой компрессионных полукольца, а во втулках выполнены каналы подвода и отвода газа, при этом, в месте соединения компрессионных полуколец, установлена разжимающая
15 пружина.
2. Тороидальный универсальный механизм, содержащий закрепленный на станине пустотелый тороидальный блок поршня, выполненный из двух соединенных между собой частей; обмотку, расположенную на пустотелом тороидальном блоке поршня, выполненную в виде трех секторов, реле
20 адаптации; систему распределения тока; кольцеобразный поршень, расположенный внутри пустотелого тороидального блока поршня, который опирается на втулки; рабочие камеры, расположенные между внутренней поверхностью пустотелого тороидального блока поршня и кольцеобразным поршнем; маховик, расположенный над пустотелым тороидальным блоком
25 поршня, сбалансированные между собой внешние магниты, закрепленные на маховике и внутренние магниты, закрепленные на кольцеобразном поршне, при этом, обмотка каждого сектора соединена с соответствующим реле адаптации, каждое из которых соединено с системой распределения тока; в кольцеобразном поршне выполнены канавки, в каждой из которых расположены по два соединенных между собой компрессионных полукольца, а во втулках выполнены каналы подвода и отвода газа, при этом в месте соединения компрессионных полуколец, установлена розжимающая пружина.
5 3. Тороидальный универсальный механизм, содержащий закрепленный на станине пустотелый тороидальный блок поршня, выполненный из двух соединенных между собой частей; обмотки, расположенные на пустотелом тороидальном блоке поршня и распределенные в трех секторах, по три обмотки в каждом секторе; блок конденсаторов; блок коммутации; ю кольцеобразный поршень, расположенный внутри пустотелого тороидального блока поршня, который опирается на втулки; рабочие камеры, расположенные между внутренней поверхностью пустотелого тороидального блока поршня и кольцеобразным поршнем; маховик, расположенный над пустотелым тороидальным блоком поршня; сбалансированные между собой
15 внешние магниты, закрепленные на маховике и внутренние магниты, закрепленные на кольцеобразном поршне; при этом, обмотки соединены с выходами блока конденсаторов, вход которого соединен с блоком коммутации; в кольцеобразном поршне выполнены канавки; в каждой из которых расположены по два соединенных между собой компрессионных
20 полукольца, а во втулках выполнены каналы подвода и отвода газа, при этом, в месте соединения компрессионных полуколец, установлена разжимающая пружина.
4. Механизм по п.п. 1 или 2, или 3, отличающийся тем, что каждое компрессионное полукольцо выполнено таким образом, что один конец его 25 имеет шип, а второй конец - паз.
PCT/UA2018/000075 2017-07-14 2018-07-11 Тороидальный универсальный механизм (варианты) WO2019013734A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019111742A RU2738292C1 (ru) 2017-07-14 2018-07-11 Тороидальный универсальный механизм (варианты)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201707463 2017-07-14
UAA201707463 2017-07-14
UAA201807279A UA119832C2 (uk) 2018-06-27 2018-06-27 Тороїдальний універсальний механізм (варіанти)
UAA201807261A UA119949C2 (uk) 2018-06-27 2018-06-27 Тороїдальний універсальний механізм
UAA201807261 2018-06-27
UAA201807279 2018-06-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019013734A1 true WO2019013734A1 (ru) 2019-01-17

Family

ID=73834796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2018/000075 WO2019013734A1 (ru) 2017-07-14 2018-07-11 Тороидальный универсальный механизм (варианты)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2738292C1 (ru)
WO (1) WO2019013734A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2757083C1 (ru) * 2020-09-29 2021-10-11 Дмитрий Леонидович Егоров Роторно-поршневой двигатель с неравномерным пульсирующе-вращательным движением главных рабочих органов и механизмом преобразования данного движения в равномерное на основе магнетизма, с функцией предохранения, и с вариантами

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5328337A (en) * 1990-08-17 1994-07-12 Kunta Norbert J Guided vanes hydraulic power system
RU2127372C1 (ru) * 1997-05-27 1999-03-10 Александр Николаевич Титов Устройство для преобразования энергии текучей среды
RU2224077C2 (ru) * 2001-01-31 2004-02-20 Дочерняя компания "Укргазвидобування" Забойный двигатель
US20060163970A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Hamilton Sundstrand Corporation Torus geometry motor system
FR3025950A1 (fr) * 2014-09-11 2016-03-18 Jacques Augarde Generateur electrique torique

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7040723B2 (en) * 2001-09-13 2006-05-09 Elemental Ideas, Llc Modular food guard apparatus and systems and methods of use thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5328337A (en) * 1990-08-17 1994-07-12 Kunta Norbert J Guided vanes hydraulic power system
RU2127372C1 (ru) * 1997-05-27 1999-03-10 Александр Николаевич Титов Устройство для преобразования энергии текучей среды
RU2224077C2 (ru) * 2001-01-31 2004-02-20 Дочерняя компания "Укргазвидобування" Забойный двигатель
US20060163970A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Hamilton Sundstrand Corporation Torus geometry motor system
FR3025950A1 (fr) * 2014-09-11 2016-03-18 Jacques Augarde Generateur electrique torique

Also Published As

Publication number Publication date
RU2738292C1 (ru) 2020-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6659744B1 (en) Rotary two axis expansible chamber pump with pivotal link
US11408286B2 (en) Rotational displacement apparatus
AU8248698A (en) A vane type rotary engine
WO2019013734A1 (ru) Тороидальный универсальный механизм (варианты)
US10598168B2 (en) Engine compressor unit
JP6290159B2 (ja) 圧縮および減圧のための回転機械
US5375987A (en) Rotary vane mechanical power system utilizing positive displacement
US10989053B2 (en) Roticulating thermodynamic apparatus
US10125609B2 (en) Device for obtaining mechanical work from a non-thermal energy source (variants)
WO2009040733A2 (en) Device for converting energy
EP1204809B1 (en) Rotary piston engine
US3489126A (en) Rotary volumetric mechanism usable as pumps,compressors,fluid motors,internal combustion engines,and the like
US5520147A (en) Rotary motor or engine having a rotational gate valve
UA119832C2 (uk) Тороїдальний універсальний механізм (варіанти)
UA119949C2 (uk) Тороїдальний універсальний механізм
RU2220308C2 (ru) Роторный двигатель (ргк)
RU2177554C2 (ru) Роторный двигатель внутреннего сгорания
EP2484908A1 (en) System for constructing rotary compressors and motors with dynamically variable volumetric displacement and compression rate
RU35843U1 (ru) Роторная машина (варианты), рабочий орган для роторной машины и двигательная установка с ее использованием
US20160245167A1 (en) Rotary oscillating internal combustion engine
JPH09209771A (ja) 四サイクルモノシリンダーエンジン
RU2016134571A (ru) Двигатель и компрессор

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18832800

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18832800

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1