Устройство для получения механической энергии Советский патент 1993 года по МПК F03G7/06 

исходной формы нагреваемых элементов;

невозможность обеспечить заданное измене ние тягового усилия во времени, что вызывает значительные динамические

перегрузки в деталях машины.

Целью изобретения является увеличение удельной мощности устройства и его быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для получения механической энергии, использующее расширение тел, вызываемое изменением температуры, со, ttfrOKt- - -iS-,-Ј. : -5. -; . JUK . . ....

держащее изменяющие формы при температурном воздействии элементы, систему подвода и отвода к ним высокотемпературной рабочей среды для их нагрева и низкотемпературной рабочей среды для их охлаждения, состоящую из источников указанных сред, каналов их подвода к раеши- ряющимся элементам и механизма распределения сред, и механизм преобра- б вания изменения формы элементов во вращательное движение, состоящий из кй- н ематй ческой связи указанных механизмов сШгходными валами через муфты свободного хода, изменяющие форму при температурном воздействии элементы выполнены в виде цилиндров с расположенными на их внутренних поверхностях каналами подвода температурных рабочих сред и с наружными поверхностями с низким коэффициентом трения, а механизм преобразования формы выполнен в виде шнуров, .намотанных на указанные цилиндры и закрепленных одни- мй концами на них, а другими связанных с муфтами свободного хода.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для получения механической энергии (вид сбоку); на фиг.2 - то же, вид спереди; на фйг.З - то же, вид сверху; на фиг.4 - разрез распределителя с заслонкой и ее приводам; на фиг.5 - поперечный разрез заслонки; на фиг.6- продольный разрез барабана и воздухозаборники; на фиг.7 - поперечный разрез барабана; на фиг,8 - поперечный разрез муфты одностороннего движения; на фиг.9 - показано размещение муфт ы, во з вратных пружин и шкива относительно оси и корпуса, продольный разрез.

JУсЧ:р ст йа содержит два одинаковых тепловых двигателя 1 и 2, силовую транс- щи сс Й и, вкл ючающуio в свой срстав две муфты 3 и 4, элементы передачи усилий шнуров 5 и б, и колесное управляемое шасси, состоящее из рамы 7, колес 8 с осями 9,10, механизмов поворотов. Двигатель представляет собой многослойную криволинейную оболочку, содержащую несущий слой 11 и установленный поверх него ячеистый заполнитель-изменяющие форму при температурном воздействии элементы в форме эллиптических цилиндров 12, выполненных из материала с термомеханической памятью. Наружные поверхности цилиндров

5 выполнены с низким коэффициентом трения. Цилиндры 12 установлены равномерно по окружности вдоль образующей несущего слоя. Цилиндры 12 работают на расширение при нагревании, т.е. восстанавливают круг0 лое поперечное сечение из эллипсоидального (предварительно деформированного). Выбором диаметра цилиндров и их толщиной можно существенно изменять тяговые и скоростные характеристики устройства. По15 верх цилиндров 12 устанавливается тонкая податливая цилиндрическая оболочка 13, предохраняющая их от трения, с элементом передачи усилий 5. Элемент передачи усилий 5 - механизм преобразования формы,

0 выполнен в виде шнуров, намотанных на цилиндры 12 и закрепленных одними концами на них, другие концы шнуров связаны через шкивы 14 с муфтами свободного хода 15. Двигатели 1 и 2 закрыты сверху кожуха5 ми (на рисунках не показаны). Шкив 14 устанавливается на муфту 15 одностороннего вращения и составляет вместе с ней и ведущей осью 10 силовую трансмиссию самоходного транспортного средства - обычное

0 колесное шасси (возможно его использование на железно-дорожных рельсах). Управление может осуществляться поворотом колес одной оси и поворотом колес обеих осей при помощи механизма поворота 16.

5 Нагреватель рабо чего тела представляет собой источник высокотемпературной среды, использующий в качестве топлива любые, способные гореть, вещества. Рабочее тело подогревается в спиральной трубе,

0 помещенной в нагревателе и соединной одним концом через вентилятор 18 со входом в барабан 1, а другим - с выходом. Это осуществляется с целью исключения посторонних теплопотерь и для экономии горюче5 го и времени подогрева. Подача рабочего тела вентилятором 18 осуществляется непрерывно и распределяется по барабанам 1 и 2 и каналам подвода к расширяющимся элементам, рабочим цилиндром 12, распре0 делительными устройствами. К распределительным устройствам относятся: трубчатый распределитель 19, имеющий один вход и . число .выходов, равное числу цилиндров 12 барабана 1. Выходы трубчатого распредели5 теля 19 герметично соединены эластичными переходниками с цилиндрами 12, выполнены из.эластичного материала, и не препятствуют их расширению при нагревании. . Распределитель 20 с двухходовой заслонкой 21. обеспечивают попеременную подачу

холодного и горячего воздуха к двигателю 1. Распределитель 20 представляет собой две трубы прямоугольного сечения, расположенных рядом (канал холодного 22 и горячего 23 воздуха), внутри распределителя 20 устанавливается двухходовая заслонка 21. Заслонка 21 устанавливается внутри распределителя 20, перекрывая собой один из двух рядов расположенных каналов (каналы холодного 22 и горячего 23 воздуха), и имеет тросовый привод от шкива 14. Подача низкотемпературной рабочей среды, холодного воздуха, осуществляется вентилятором 24. Вентиляторы 24 и 18 устанавливаются на оси одного электродвигателя 25, работающего от аккумулятора при начале движения и от генератора при движении (на чертежах не показан) и снабжены воздухозаборником 26. Шкив снабжен пружиной обратного хода 27. Двухходовая заслонка 21 состоит из клапана 28, скоб 30 (31), днища 32, пружины 34, и двух кулачков (на чертежах не обозначены), Система циркуляции холодного и горячего воздуха изложена в описании изобретения. Циркуляция горячего воздуха осуществляется по замкнутому циклу: нагреватель 17, вентилятор 18, распределитель 20 с заслонкой 21, трубчатый распределитель 19, рабочие трубы 12, нагреватель 17, соединенные между собой воздуховодами 35 (на чертежах не пронумерованы).

Работа устройства осуществляется следующим образом. Рабочие цилиндры 12 при подаче в них нагретого воздуха нагреваются и, расширяясь в радиальном направлении, создают усилие, направленное на натяжение обвиваемой их шнуров 5. Шнур 5 натягивается и приводит во вращение шкив 14. Муфта 15 осуществляет сцепление шкива 14 с осью 10 колес и их вращение передается на колеса, приводящие в движение самоходное транспортное средство. Непрерывность и плавность:.движения самоходного транспортного средства обеспечивается наличием двух тепловых двигателей 1 и 2, работающих в противофа- зе. Когда двигатель 1 приводит в движение самоходное транспортное средство, двигатель 2 приводится в исходное состояние. При этом в двигатель 2 подается холодный воздух, который, поступая во внутреннюю полость несущей оболочки 11, подается через воздухозаборник 26 в промежутки между цилиндрами 12, охлаждая их. При охлаждении рабочих труб 12 шнур 5 ослабляется и наматывается на вращающийся под Действием пружины 27 шкив 14. При этом шкив 14 свободно поворачивается, скользя в подшипниках муфты 15, жестко соединенной с осью 10 и вращающийся от

двигателя 1 в противоположную шкиву 14 сторону.

Подача холодного и горячего воздуха осуществляется через заслон ку, попеременно перекрывающую один из двух рядом расположенных трубопроводов (трубопроводы холодного и горячего воздуха). При этом клапан 28 удерживается в одном из возможных состояний выступами скоб 30 и 31, не

препятствуя дальнейшему ходу нити 29. При изменении направления движения шнур 29 (переход двигателя из рабочего режима в режим восстановления или наоборот) клапан 28 перестает воздействовать на верхний выступ скобы 30 (31 ), и скоба 30 (31) выходит из зацепления с днищем 32 клапана 28, нить 29 зажимается держателями 33 клапана 28 под действием пружины 34 и клапан 28 приводится в движение нитью 29

до упора в верхний выступ скобы 31 (30) и, входя в зацепление с нижним выступом скобы 31 (30). Воздействием на верхний выступ передается скобой 31 (30) на нижний выступ, который поднимает днище 32 и разьединяет нить 29 и клапан 2.8. Циркуляция холодного воздуха осуществляется по незамкнутому контуру: воздух всасывается из атмосферы вентилятором 24 и направляется по воздуховодам 36 (на чертежах не пронумеровэны) на распределитель 20, далее по воздуховодам 37 (на чертежах не пронумерованы) во внутреннюю полость несущей оболочки 11 в промежутке между рабочими трубами 12 и далее выбрасывается в атмосферу. Эффективность работы двигателей 1 и 2 может быть значительно повышена установкой дополнительных охладителей (холодильников), обеспечивающих больший перепад температур, и влияющих на время

приведения труб в исходное состояние после срабатывания.°

Формула изобретения Устройство для получения механической энергии, использующее расширение тел, вызываемое изменением температуры, содержащее изменяющие форму при температурном воздействии элементы, систему подвода и отвода к ним высокотемпературной рабочей среды для их нагрева и низкоемпературной рабочей среды для их охлаждения, состоящую из источников указанных сред, каналов их подвода к изменяющим форму элементам, механизма

распределения сред и механизма преобразования изменения формы элементов во вращательное движение, состоящего из кинематической связи указанных элементов с выходными валами через муфты свободного хода, отличающееся тем, что, с целью

увеличения удельной мощности, изменяющие форму при температурном воздействии элементы выполнены в виде цилиндров с расположенными на их внутренних поверхностях каналами подвода и отвода рабочих сред и с наружными поверхностями1 с низкими коэффициентами трения, а механизм преобразования формы выполнен в виде шнуров, намотанных на указанные цилиндры и закрепленных одними концами на них, а другими связанными с муфтами свободного хода.

Г 5

25 18 -5,

IS91611

гл ««гжяяйааг«««с«й 45гакй««г««ггг

сп

re TJ V CTreY ftf tftA Ott

irtftfr

26

/

77

cm

7Г

te.