ГИДРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК F03C1/26 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям, работающим на основе гидравливлического эффекта.

Известен гидравлический пресс [1] состоящий из двух сообщающихся цилиндров: большого цилиндра с поршнем, вертикальных стоек, верхней опорной площадки и поршневого насоса. При работе жидкость из резервуара поршневого насоса по соединительной трубке перекачивается в большой цилиндр.

Недостатком известной конструкции является то, что она не работает без дополнительной физической или механической силы.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности и экологичности работы устройства без дополнительных энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что предложен гидродвигатель, состоящий из главного гидроцилиндра с поршнем, сообщенного с цилиндром поршневого насоса, который выполнен в основании с упорами, а в качестве поршня использована грузовая цистерна с водой, дно которой оборудовано несколькими клапанами и которая соединена штоками и главным рычагом с поршнем главного гидроцилиндра, штоковая полость которого выполнена с цилиндрическими перегородками, разделяющими ее на несколько секций, по меньшей мере, две из которых оборудованы подпружиненными цилиндрическими тарелками, установленными с возможностью перемещения относительно стенок главного гидроцилиндра, бесштоковая полость которого сообщена с одной стороны с гидролинией, а с другой со штоковым гидроцилиндром, шток которого через рычаг соединен с поршнем дополнительного гидроцилиндра, бесштоковая полость которого сообщена со вторым штоковым гидроцилиндром, шток которого присоединен к главному рычагу.

На фиг. 1 представлен гидродвигатель в положении, соответствующем проходу жидкости из полости гидроцилиндра на слив, когда поршень находится в нижнем положении.

На фиг. 2 представлен гидродвигатель в положении, соответствующем проходу жидкости в полость главного гидроцилиндра, когда поршень находится в верхнем положении.

Основу гидродвигателя составляет главный гидроцилиндр 1 с поршнем 2 и штоком скользящим 3. Цилиндрические перегородки 4 делят штоковую полость гидроцилиндра 1 на секции, по меньшей мере, в двух из них установлены цилиндрические тарелки 5 с возможностью перемещения относительно стенок гидроцилиндра 1 и подпружиненные пружинами 6. Шток скользящий 3 соединен плавающим шарнирным соединением 7 с коротким плечом главного рычага 8, опертого на шарнирную опору 9. Длинным плечом рычаг 8 соединен штоковым плавающими роликовым соединением 10 и штоком 11 с грузовой цистерной 12, скользящей в цилиндре 13, в основании которого имеются два упора 14. Дно грузовой цистерны оборудовано клапанами 15 для сброса воды, цилиндр 13 сообщен переливным патрубком 16, установленным под углом 15-20^o, с бесштоковой полостью главного гидроцилиндра 1, которая сообщена с одной стороны с гидролинией через сливное отверстие 17, а с другой со штоковым цилиндром 18, шток 19 которого с помощью плавающего роликового соединения 20 соединен с длинным плечом рычага 21, опертого на шарнирную опору 22. Короткое плечо рычага 21 соединено с помощью роликового штокового плавающего соединения 23 со штоком 24 поршня 25, находящимся в дополнительном гидроцилиндре 26, бесштоковая полость которого сообщена патрубком 27 со вторым штоковым гидроцилиндром 28. Шток 29 гидроцилиндра 28 соединен плавающим роликом 30 с длинным плечом главного рычага 8.

Гидродвигатель также снабжен фиксирующей системой, состоящий из двух фисаторов 31 и 32, связанных между собой и главным рычагом 8. Фиксатор 31 связан с бесштоковой полостью главного гидроцилиндра 1, а фиксатор 32 установлен под переливным патрубком 16.

Гидродвигатель работает следующим образом.

Рабочая жидкость подается в грузовую цистерну 12 объемом до одной тонны, которая штоками 11 и 3, а также главным рычагом 8 соединена с поршнем 2 главного гидроцилиндра 1. Короткое и длинное плечи рычага соотносятся как 1:13. Заполненная рабочей жидкостью грузовая цистерна опускается вниз, скользя в цилиндре 13. При этом шток 11 опускается вместе с длинным плечом главного рычага 8, поднимая его короткое плечо, соединенное со штоком 3 и поршнем 2. Рычаг 8 поднимает шток 3 с поршнем 2, который начинает давить на подпружиненные цилиндрические тарелки 5, перемещая их в верхнее положение, сжимая пружины 6. При этом в гидродвигателе скапливается энергия, равная сумме силы сжатых пружин и самого поршня. Дно грузовой цистерны 12 с клапанами 15 при опускании входит в соприкосновение с упорами 14 цилиндра 13. Клапаны срабатывают, происходит сброс рабочей жидкости, которая через переливной патрубок 16 заполняет бесштоковую полость главного гидроцилиндра 1. Поршень 2 начинает свою работу, сдавливая рабочую жидкость и выталкивая ее в гидролинию через сливное отверстие 17 и частично в штоковый гидроцилиндр 18.

Рабочая жидкость под давлением перемещает шток 19 в верхнее положение, поднимает длинное плечо рычага 21, опуская поршень 25, находящийся в дополнительном гидроцилиндре 26. Жидкость под давлением проходит в гидроцилиндр 28 под штоковый поршень 19, толкая его вверх вместе с главным рычагом 8, сообщая тем самым дополнительную силу для компенсации потерь, возникающих при трении скольжения жидкости, подъеме порожней грузовой цистерны, от веса длинного плеча рычага. Штоковый поршень 29 соединен с главным рычагом плавающим роликом 30.

Фиксирующая система работает следующим образом. При заполнении бесштоковой полости главного гидроцилиндра 1 рабочей жидкостью срабатывает фиксатор 31 и отпускает фиксатор 32, грузовая цистерна поднимается, фиксатор 32 также фиксирует грузовую цистерну 12 до полного слива рабочей жидкости. Тем самым фиксирующая система сдерживает накопленную энергию поднятого поршня и сжатых пружин.

Предлагаемый гидродвигатель обладает высокой эффективностью с потерями близкими к нулю, не требует дополнительных источников энергии, не причиняет ущерба окружающей среде.

При использовании гидродвигателя для выработки электроэнергии на его выходе может быть установлен, например, электрогенератор. Гидродвигатель может вырабатывать дешевую электроэнергию в различных географических районах, не нанося экологического ущерба окружающей среде и сберегая традиционные энергоресурсы. Использование такого гидродвигателя способно снять напряженность в электроснабжении отдельных промышленных предприятий.

Предлагаемый гидродвигатель найдет также применение в садово-огородных и тепличных хозяйствах.

Гидродвигатель может использоваться при проектировании двигателей, работающих с использованием гидравлического эффекта. Гидродвигатель содержит главный гидроцилиндр с поршнем, сообщенный с цилиндром поршневого насоса, который выполнен в основании с упорами. В качестве поршня использована грузовая цистерна с водой, дно которой оборудовано несколькими клапанами и которая соединена штоками и главным рычагом с поршнем главного гидроцилиндра, штоковая полость которого выполнена с цилиндрическими перегородками, разделяющими ее на несколько секций, по меньшей мере, две из которых оборудованы подпружиненными цилиндрическими тарелками, установленными с возможностью перемещения относительно стенок главного гидроцилиндра. Бесштоковая полость последнего сообщена с одной стороны с гидролинией, а с другой - со штоковым гидроцилиндром, шток которого через рычаг соединен с поршнем дополнительного гидроцилиндра, бесштоковая полость которого сообщена со вторым штоковым гидроцилиндром, шток которого присоединен к главному рычагу. 2 ил.

Гидродвигатель, состоящий из главного гидроцилиндра с поршнем, сообщенного с цилиндром поршневого насоса, отличающийся тем, что цилиндр поршневого насоса выполнен в основании с упорами, а в качестве поршня использована грузовая цистерна с водой, дно которой оборудовано несколькими клапанами и которая соединена штоками и главным рычагом с поршнем главного гидроцилиндра, штоковая полость которого выполнена с цилиндрическими перегородками, разделяющими ее на несколько секций по меньшей мере две из которых оборудованы подпружиненными цилиндрическими тарелками, установленными с возможностью перемещения относительно стенок главного гидроцилиндра, бесштоковая полость которого сообщена с одной стороны с гидролинией, а с другой со штоковым гидроцилиндром, шток которого через рычаг соединен с поршнем дополнительного гидроцилиндра, бесштоковая полость которого сообщена со вторым штоковым гидроцилиндром, шток которого присоединен к главному рычагу.