ПНЕВМОГИДРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1996 года по МПК F01B13/00 

Предлагаемое изобретение относится к гидроэнергетике и может найти применение в качестве приводных двигателей.

Известна паровая турбина Юнгстрема с вращающимися в противоположные стороны решетками [1]
Недостатками этой машины являются ограниченная область применения, сложность конструкции и отсутствие экологической чистоты, неизбежное в реальном технологическом цикле получения высокотемпературного пара.

Наиболее близким по техническому существу является гидродвигатель, содержащий цилиндры с поршнями, разделяющими газовые и гидравлические полости замкнутого контура с лопастным аппаратом гидротурбины [2]
Недостатком этого гидродвигателя является низкая экономичность из-за неполного использования энергии струи жидкости, выходящей из периферийных сопел и потерь на центробежных лопатках.

Техническая задача изобретения увеличение экономичности при обеспечении экологической чистоты.

Поставленная задача достигается тем, что для получения необходимой скорости истечения рабочей жидкости из периферийных сопел полого ротора она предварительно ускоряется в свободнопоршневой группе силой давления сжатого воздуха, используемого в качестве экологически чистого энергоносителя. Остаточная энергия струи жидкости реализуется на кольцевом лопаточном аппарате, установленном за периферийными соплами.

Предложенная конструкция пневмогидродвигателя поясняется чертежом, где показана принципиальная схема двигателя.

Предлагаемый пневмогидродвигатель состоит из корпуса 1, в нижней части которого расположена свободнопоршневая группа 2, сообщенная с пневмоемкостью 3. Через корпус 1 проходит полый ротор 4 с соплами 5, на оси которого установлены лопаточные аппараты 6 и выходной вал 7. Цилиндры 8 свободнопоршневой группы 2 через трубопроводы 9, пневмопереключатель 10 и редукционный клапан 11 соединяются с пневмоемкостью 3. На валу 7 установлен редуктор 12 и обгонная муфта 13. Чеpез редуктор 14 вал 7 связан с ведомым валом 15. Свободнопоршневая группа 2 содержит клапаны 16, ротор 4 - переключатель 17 потока рабочей жидкости, а в корпусе 1 выполнен отстойник 18.

Двигатель работает следующим образом. При открытии редукционного клапана 11 давление через переключатель 10 поступает в воздушную полость одного из цилиндров 8 свободно-поршневой группы 2 и приводит в ускоренное движение его поршень, который разгоняет рабочую жидкость и направляет ее на вход полого ротора 4, в котором, пройдя через периферийно расположенные сопла 5, еще раз увеличивает свою скорость, в результате чего на ободе ротора 4 реактивные силы создают необходимый крутящий момент. Далее рабочая жидкость попадает в одну из решеток лопаточного аппарата 6, которому отдает свою кинетическую энергию, и, пройдя через нее с малой скоростью, сливается в отстойник 18. Лопаточный аппарат 6 связан выходным валом 7 через редуктор 12 и обгонную муфту 13. В свою очередь выходной вал 7 через редуктор 14 связан с ведомым валом 15 исполнительного органа, например транспортного средства. В то же время поршень другого цилиндра 8 совершает обратный ход и через один из клапанов 16 перепускной системы засасывает рабочую жидкость. В конце хода нагнетания поршни цилиндров 8 нажимают на пневмопереключатель 10, который перебрасывает давление в цилиндрах 8 свободнопоршневой группы 2 и рабочий ход повторяется. В полом роторе 4 имеется переключатель 17 потока рабочей жидкости с одного ряда сопел 5 на другой, чем осуществляется реверс выходного вала 7, так как сопла 5 одного ряда по отношению к другому имеют противоположное, по касательной к ободу ротора 4, направление.

Такое выполнение пневмогидродвигателя позволяет создать экологически чистый вид транспорта.

Использование: в гидроэнергетике в качестве приводных двигателей. Сущность изобретения: в пневмогидродвигателе, включающем полый ротор с осевым подводящим патрубком, за периферийными соплами расположен лопаточный аппарат, который установлен в плоскости вращения ротора и выполнен в виде кольцевой решетки, охватывающей ротор, причем двигатель снабжен дополнительным рядом сопел и лопаточным аппаратом, установленными параллельно основным и ориентированным в противоположную сторону, а также устройством переключения подвода рабочей жидкости с одного ряда сопел на другой. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пневмогидродвигатель, включающий цилиндры с поршнями, разделяющими газовые и гидравлические полости замкнутого контура с лопастным аппаратом гидротурбины, отличающийся тем, что он снабжен соплами и полым ротором с осевым входом и периферийным выходом жидкости через сопла на лопаточный аппарат, который кинематически связан с валом ротора. 2. Пневмогидродвигатель по п.1, отличающийся тем, что лопаточный аппарат выполнен в виде кольцевой решетки, расположенной с зазором диаметрально за ободом полого ротора. 3. Пневмогидродвигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным рядом периферийных сопел и лопаточным аппаратом, установленным параллельно основным, ориентированным для вращения в противоположную сторону и имеющим устройство переключения подвода рабочей жидкости к рядам сопел.