Электрогидравлический двигатель Советский патент 1992 года по МПК F04F1/16 

СО

С

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение мощности и КПД. Двигатель содержит статор (С), выполненный в виде полого цилиндра /Ц/ с продольными ребрами на внутренней поверхности, охватывающего ротор /Р/ с электроразрядными камерами /ЭРК/, причем каждая ЭРК выполнена в виде Ц и под- пружиненного поршня со штоком, расположенного в Ц с возможностью взаимодействия с ребрами С. Дополнительно двигатель снабжен вентилятором, установленным на валу Р, в торцах С выполнены окна, а на наружной поверхности Р - спиральные канавки, образующие каналы для прохода охлаждающей среды. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к электродвигателям для привода различного рода устройств.

Известен вибрационный электродвигатель, содержащий статор со щетками, установленный в статоре ротор, со скользящими контактами, электромеханические преобразователи, закрепленные на роторе диаметрально противоположно и выполненные в виде полых электроразрядных камер, заполненных жидкостью, имеющих продольные оси, параллельные касательные ротора и снабженных электродами, причем последние размещены в камерах и соединены посредством скользящих контактов со

щетками статора, подключенными к источнику высокого напряжения.

Ось вращения ротора снабжена механизмом, например храповым, обеспечивающим одностороннее его вращение.

Основным недостатком известного электродвигателя является низкая мощность, что объясняется нерациональным использованием энергии разряда в разрядных камерах, т.е. низким КПД. Целью изобретения является повышение мощности КПД.

Статор выполнен в виде полого цилиндра с продольными ребрами на внутренней поверхности, а каждая электроразрядная камера выполнена в виде цилиндра и подпружиненного поршня со штоком, располоvi

CJ CJ

XI о

женного в цилиндре с возможностью взаимодействия с ребрами статора.

Дополнительно двигатель может быть снабжен вентилятором, установленным на валу ротора, в торцах статора выполнены окна, а на наружной поверхности ротора - спиральные канавки, образующие каналы для прохода охлаждающей среды.

Выполнение электроразрядной камеры в виде цилиндра, имеющего поршень с под- пружиненным штоком, позволяет при электрическом разряде в замкнутой поршневой полости развить высокое давление, которое преобразуется в импульсное перемещение поршня. При разряде жидкость, раздвига- ясь, действует на торец цилиндра и на рабочую поверхность поршня. Происходит с одной стороны, толчок ротора в сторону торца цилиндра, а с другой толчок в ту же сторону за счет выдвижения поршня и сталкивания его штыка от продольных ребер на внутренней поверхности полого цилиндра статора.

Таким образом, практически вся энергия разряда (за исключением неизбежных потерь) преобразуется в силу толчка поршня и, следовательно, ротора, на котором он установлен.

Поршень выполнен подпружиненным для скорейшего возврата его в исходное положение после снятия высокого напряжения с его электродов и подготовки его к следующему циклу работы.

Установка вентилятора на валу ротора, окон на торцах статора и спиральных кана- вок на наружной поверхности ротора обеспечивает эффективное охлаждение узлов двигателя и создает возможность повышения частоты разрядов в цилиндрах. Все это позволяет повысить мощность и КПД двига- теля.

На фиг.1 показан двигатель; на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б - Б на фиг.2.

Двигатель содержит статор 1, выпол- ненный в виде полого цилиндра, охватывающий ротор 2, соосный со статором 1 и установленный в подшипниках 3, укрепленных в статоре 1. На роторе 2 укреплены электроразрядные камеры, выполненные в виде цилиндров 4, продольные оси которых параллельны касательным ротора 2. В каждом цилиндре 4 имеется подпружиненный пружинами 5 поршень 6 со штоком 7. Поршневая полость 8 заполнена жидкостью, на- пример водой, и снабжена парой электродов 9, введенных в нее через стенки цилиндра 4. На внутренней поверхности статора 1 выполнены продольные ребра 10, с которыми взаимодействуют штоки 7 поршней 6 при электроразряде в цилиндрах 4. Ребра 10 и штоки 7 выполнены из износостойких материалов, например сталей типа ПЗЛ, П13Л, 12ХНЗА и т.п. Кроме того, цилиндры 4 для уменьшения износа ребер 10 установлены со смещением вдоль оси ротора 2, на поверхности которого выполнены спиральные каналы 11. В торцах статора выполнены отверстия 12, а на оси ротора 2 с одной стороны установлен вентилятор 13. С противоположной стороны на роторе 2 укреплен коллектор 14, пластины которого соединены с электродами 9 соответствующих цилиндров 4, находящихся в контакте с закрепленными на статоре 1 щетками 15, соединенными через клеммы 16 с источником высокого напряжения (не показан).

Двигатель работает следующим образом.

При подаче высокого напряжения от источника через клеммы 16 щетки 15 находятся в начальный момент времени в контакте с одной из групп пластин коллектора 14, на электроды 9 одного из цилиндров 4 в его поршневой полости 8 возникает электрический разряд. Этот разряд между электродами 9 вызывает гидравлический удар в жидкости, заполняющей поршневую полость 8 цилиндра 4, Энергия этого удара передается поршню 6, который, получая ускорение, выдвигается, преодолевая сопротивление пружин 5, и своим штоком 7 совершаетудар в одно из продольных ребер 10 статора 1. При этом шток 7 как бы отталкивается от статора 1, заставляя поворачиваться ротор 2 вокруг своей оси. При повороте последнего поворачивается и закрепленный на нем коллектор 14, который входит в контакт со щетками 15 другими своими пластинами. Последние соединены с электродами 9 другого цилиндра 4, в котором при появлении высокого напряжения на его электродах 9 происходит разряд и движение поршня 6 со штоком 7, которые, ударяя в ребро 10 статора 1, увеличивает скорость вращения ротора 2. Таким образом последовательно срабатывают все цилиндры 4. После снятия напряжения с электродов 9 поршень 6 цилиндра 4 пружинами 5 возвращается в исходное положение, не препятствуя движению ротора 2.

Ввиду того, что, вследствие высокой скорости протекающих при разряде процессов и относительно массы поршня 6, скорость его перемещения будет значительно превышать скорость вращения ротора 2, исключается проскальзывание штока 7 относительно ребер 10. Т.е. наиболее эффективное взаимодействие штока 7 поршня 6 с ребрами 10 обеспечивается при максимальных скоростях вращения ротора 2. Скорость вращения последнего может регулироваться величиной или формой подаваемого на клеммы 16 высокого напряжения.

При вращении ротора 2 вентилятор 13 подсасывает воздух через отверстия 12 в левом торце статора 1, который, закручиваясь, дополнительно каналами 11 ротора 2 охлаждает его и установленные в нем цилиндры 4 и выходит через отверстия 12 в правом торце статора 1.

Устройство двигателя позволяет значительно повысить мощность и КПД за счет более эффективного использования энергии электрического разряда в разрядных камерах-цилиндрах.

Формула изобретения 1. Электрогидравлический двигатель, содержащий статор со щетками, установленный в статоре ротор со скользящими контактами, электромеханические преобразователи, закрепленные на роторе диамет

120

5

0

рально противоположно и выполненные в виде полых электроразрядных камер, заполненных жидкостью, имеющих продольные оси, параллельные касательным ротора, и снабженных электродами, причем последние размещены в камерах и соединены посредством скользящих контактов со щетками статора, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности и КПД, статор выполнен в виде полого цилиндра, с продольными ребрами на внутренней поверхности, а каждая электроразрядная камера выполнена в виде цилиндра и подпружиненного поршня со штоком, расположенного в цилиндре с возможностью взаимодействия с ребрами статора.

2. Двигатель по п. 1,отличающийся тем, что он снабжен вентилятором, установленным на валу ротора, в торцах статора выполнены окна, а на наружной поверхности ротора - спиральные канавки, образующие каналы для прохода охлаждающей среды.