close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6142

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6142
(13) C1
(19)
7
(51) F 03D 5/06,
(12)
B 63H 1/36
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ДВИГАТЕЛЬНО-ДВИЖИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ВИГ-1
(21) Номер заявки: a 20000316
(22) 2000.04.03
(46) 2004.06.30
(71) Заявитель: ООО "МГ-моторы" (BY)
(72) Автор: Голубев Владимир Иосифович
(BY)
(73) Патентообладатель: ООО "МГ-моторы"
(BY)
BY 6142 C1
(57)
1. Двигательно-движительный комплекс, содержащий, по меньшей мере, одно крыло,
соединенное корневой частью с приводным элементом, установленным с возможностью
качательного сферического движения посредством шарнирного соединения с косым кривошипом, установленного на основании рабочего вала, а также при помощи опорной кинематической цепи, соединяющей приводной элемент с основанием, отличающийся тем,
что опорная кинематическая цепь выполнена из, по меньшей мере, двух звеньев - направляющей и взаимодействующего с ней ползуна, при этом одно звено размещено на приводном элементе, а другое звено размещено на основании.
BY 6142 C1
2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что направляющая размещена на приводном
элементе в плоскости, проходящей через ось косого кривошипа, а ползун размещен на основании.
3. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что направляющая размещена на основании
в плоскости, проходящей через ось рабочего вала, а ползун размещен на приводном элементе.
4. Комплекс по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что направляющие размещены на приводном элементе и на основании, а взаимодействующие с ними ползуны размещены, соответственно, на основании и на приводном элементе во взаимно перпендикулярных плоскостях.
5. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что основание снабжено трубчатой частью, а
рабочий вал выполнен с двумя кривошипами на концах, соединенными, соответственно,
двумя шарнирами с приводным элементом, при этом рабочий вал снабжен установленным
на нем в средней части зубчатым коническим колесом, взаимодействующим с конической
шестерней, установленной на валу, расположенном внутри трубчатой части основания.
6. Комплекс по п. 5, отличающийся тем, что приводной элемент совмещен с кожухом, охватывающим рабочий вал с зубчатым колесом и шестерней и снабженным юбкой,
охватывающей трубчатую часть основания, при этом направляющая размещена на юбке, а
взаимодействующий с ней ползун выполнен в виде катка, установленного на трубчатой
части основания.
7. Комплекс по п. 6, отличающийся тем, что каток снабжен пневматической шиной.
8. Комплекс по п. 6, отличающийся тем, что кожух снабжен, по меньшей мере, одной
консолью, перпендикулярной оси кривошипа, а конец консоли соединен тягой с передней
кромкой крыла.
(56)
SU 1474025 A1, 1989.
SU 1749538 A1, 1992.
SU 1726842 A1, 1992.
SU 1671515 A1, 1991.
SU 1400399 A2, 1989.
RU 2075635 C1, 1997.
RU 2028505 C1, 1995.
Изобретение относится к крыльевым устройствам нестационарного взаимодействия с
текучей средой, в частности, к двигателям или движителям типа "машущее крыло".
Известно устройство [1] (ветродвигатель) в виде, по меньшей мере, одного крыла (лопасти), корневой частью соединенного с приводным элементом, т.е. подвижным звеном,
задающим кинематику крыла. Приводной элемент выполнен в виде установленной при
помощи цапфы на основании (опоре) платформы, установленной с возможностью качательного плоского движения при помощи рычага, шарнирно соединенного с кривошипом,
установленного на основании рабочего вала, связанного также дополнительным кривошипом через шарниры, рычаги и коническую зубчатую пару с корневой частью крыла для
циклического изменения угла его установки путем поворота крыла относительно приводного элемента.
Наличие сложного механизма перемещения крыла уменьшает надежность устройства,
особенно при увеличении передаваемой мощности и соответствующем возрастании динамических и реактивных сил взаимодействия с текучей средой, действующих на кинематические пары и звенья упомянутого механизма.
2
BY 6142 C1
Наиболее близким к предлагаемому устройству является двигательно-движительный
комплекс [2] в виде, по меньшей мере, одного крыла (лопасти), корневой частью соединенного с приводным элементом, установленным с возможностью качательного сферического движения, при котором все постоянные и мгновенные оси поворота пересекаются в
одной точке - центре сферического движения. Приводной элемент выполнен в виде снабженной двумя поперечными соосными цапфами втулки, шарнирно связанной с косым
кривошипом установленного на основании рабочего вала. При этом реактивные силы передаются на основание при помощи опорной кинематической цепи в виде установленной
на основании, с возможностью поворота вилки, соединенной двумя шарнирами с упомянутыми цапфами.
Известное устройство характеризуется уменьшенной надежностью передачи на основание реактивных сил, особенно при действии больших динамических нагрузок. Это обусловлено тем, что опорная кинематическая цепь усложнена, так как содержит промежуточное звено, передающее реактивные силы на основание через три шарнира, а цапфы на
втулке разнесены на относительно небольшое расстояние, что вызывает увеличение нагрузки на шарниры цапф под действием реактивного момента.
Техническим результатом изобретения является увеличение надежности передачи реактивных сил как путем упрощения собственно опорной кинематической цепи (при различных вариантах выполнения), так и возможностью реализации совокупности вариантов
опорных кинематических цепей, работающих параллельно.
Для этого в известном двигательно-движительном комплексе в виде, по меньшей мере, одного крыла (лопасти), корневой частью соединенного с приводным элементом, установленного с возможностью качательного сферического движения посредством шарнирного соединения с косым кривошипом, установленного на основании рабочего вала, а
также при помощи опорной кинематической цепи, соединяющей приводной элемент с основанием, достижение упомянутой суммы технических результатов во всех случаях реализации обусловлено выполнением опорной кинематической цепи из, по меньшей мере,
двух звеньев - направляющей и взаимодействующего с ней ползуна, при этом одно звено
размещено на приводном элементе, а другое звено размещено на основании. Т.е. опорная
кинематическая цепь упрощена до сферически поступательной пары, заменяющей вилку с
тремя шарнирами в опорной цепи известного устройства.
Направляющая может быть размещена на приводном элементе в плоскости, проходящей через ось косого кривошипа, а ползун размещен на основании.
Направляющая может быть размещена на основании в плоскости, проходящей через
ось рабочего вала, а ползун размещен на приводном элементе.
Опорная кинематическая цепь может быть также образована совокупностью размещенных на приводном элементе и на основании направляющих, взаимодействующих с
ползунами, размещенными, соответственно, на основании и на приводном элементе во
взаимно перпендикулярных плоскостях. Т.е. звенья опорной кинематической цепи располагаются в шахматном порядке во взаимно перпендикулярных плоскостях (что необходимо для их кинематического согласования) и работают параллельно.
Основание может быть снабжено трубчатой частью, а рабочий вал может быть выполнен с двумя соосными кривошипами на концах, соединенными, соответственно, двумя
шарнирами с приводным элементом, при этом рабочий вал может быть снабжен установленным на нем в средней части зубчатым коническим колесом, взаимодействующим с конической шестерней, установленной на валу, проходящем внутри трубчатой части основания.
Приводной элемент может быть совмещен с кожухом, охватывающим рабочий вал с
зубчатым колесом и шестерней, а кожух, в свою очередь, снабжен юбкой, охватывающей
трубчатую часть основания. При этом юбка имеет вид полого конуса с овальным поперечным сечением.
3
BY 6142 C1
При этом направляющая может быть размещена в юбке, а взаимодействующий с ней
ползун может быть выполнен в виде катка, установленного на трубчатой части основания.
Вынос направляющей в юбку существенно уменьшает силы, действующие в этой кинематической паре.
Каток может быть снабжен пневматической шиной, что увеличивает плавность и бесшумность работы опорной кинематической цепи.
Кожух может быть снабжен по меньшей мере одной консолью, перпендикулярной оси
кривошипов. При этом конец консоли соединяется тягой (тросом) с передней кромкой
крыла для его частичной разгрузки.
Необходимо также отметить, что число опорных кинематических цепей, работающих
параллельно, может быть удвоено, так как размещенные диаметрально противоположно
две пары направляющих и ползунов кинематически эквивалентны одной паре.
Предложенное выполнение опорных кинематических цепей позволяет увеличить надежность работы устройства, так как исключается сложное промежуточное звено опорной
цепи известного устройства, а приводной элемент непосредственно через одну кинематическую пару соединен с основанием. Еще более возрастает надежность работы устройства
при параллельной работе совокупности предложенных опорных кинематических цепей,
так как известно, что надежность любой системы из параллельно работающих элементов
всегда выше надежности самого надежного элемента системы. Этому способствует и возможность независимого распределения реактивных сил по отдельным опорным кинематическим цепям.
Одновременно, при реализации конкретных технических решений, возможность выбора опорных кинематических цепей и их комбинаций, увеличивает конструктивную базу
создаваемых устройств, т.е. возрастает число вариантов выполнения устройств с точки
зрения конструкции, технологии, применения.
На чертеже представлена обобщенная кинематическая схема предлагаемого устройства, содержащая совокупность опорных кинематических цепей, коническую зубчатую пару, кожух с юбкой и консолью.
Двигательно-движительный комплекс содержит крыло (лопасть) 1, корневая часть 2
которого соединена с приводным элементом 3, совмещенным, в частности, с кожухом 4,
на внутренней поверхности которого диаметрально противоположно размещены шарниры
5 кривошипов 6 рабочего вала 7, установленного на основании 8 переходящего в трубчатую часть 9. Кожух 4 (т.е. кинематически это - приводной элемент 3) переходит в юбку 10.
В торце юбки 10 размещена направляющая 11, взаимодействующая с ползуном в виде
снабженного пневматической шиной (не показана) катка 12, установленного на трубчатой
части 9 основания 8. Приводной элемент 3 может быть снабжен так же ползуном 13,
взаимодействующим с направляющей 14, установленной на основании 8 в плоскости,
перпендикулярной плоскости установки ползуна 12. При помощи тяги (троса) 15, соединяется размещенная на передней кромке крыла 1 (преимущественно в плоскости центра
давления) точка крепления (кольцо) 16 с консолью 17, установленной на кожухе 4.
Для преобразования относительно тихоходного качательного движения крыла 1 в относительно быстроходное вращательное движение, рабочий вал 7 снабжен зубчатым коническим колесом 18, соединенным с конической шестерней 19, закрепленной на выходном валу 20 для привода, например электрогенератора (не показан). Вал 20 пропущен
через трубчатую часть основания 9. При необходимости, консоль 17 может быть продолжена в другую сторону (по ветру) и снабжена флюгерной плоскостью (не показана). При
этом концы консолей обычно размещаются на оси 21, совпадающей с осью ползуна 13 и
центром сферического движения 22.
Двигательно-движительный комплекс в качестве, например, ветродвигателя работает
следующим образом.
4
BY 6142 C1
В исходном состоянии крыло 1 и юбка 10 находятся в вертикальном положении. При
этом крыло 1 устанавливается с установочным углом, равным углу между осью кривошипов 6 и рабочим валом 7. При достаточной скорости ветра возникает аэродинамическая
подъемная сила (пропорциональная квадрату скорости ветра), отклоняющая крыло 1. Соответственно, приводное звено 3, через шарниры 5 и кривошипы 6 поворачивает рабочий
вал 7. Далее, через коническое зубчатое колесо 18 и коническую шестерню 19 вращение
передается с более высокой частотой выходному валу 20, что желательно при приводе,
например электрогенератора (не показан). При достаточном общем количестве движения,
крыло 1 и юбка 10 доходят до крайнего положения и проходят его по инерции, в крайнем
положении угол установки крыла 1 проходит через 0°, меняя величину и знак. Инерционными силами создается поворотный момент, который поворачивает крыло 1 вокруг своей
оси и продолжает вращать рабочий вал 7. Установочные углы крыла 1 быстро увеличиваются (но уже поменяв знак), при этом крыло 1 начинает новый разгон и угловая скорость
качания крыла достигает максимального значения в его среднем положении, затем опять
уменьшается до нуля в крайнем положении, при котором достигает максимального значения уже угловая скорость поворота крыла 1 вокруг своей оси, а установочный угол крыла
снова меняет величину и знак и т.д.
Сила давления ветра на крыло 1, стремящаяся "опрокинуть" плоскость его качания
компенсируется реакцией опоры, передаваемой от трубчатой части 9 основания 8 через
ползун в виде катка 12 и направляющую 11, кинематически принадлежащую приводному
элементу 3, а также, при необходимости, дополнительно через принадлежащую основанию 8 направляющую 14 и ползун 13, принадлежащий приводному элементу 3. В общем
случае, возможно использование совокупности всех предложенных опорных цепей. Тяга
15 частично разгружает от изгибающих моментов крыло 1, например, при порывах ветра.
Кожух 4, переходящий в юбку 10, защищает весь механизм от воздействия внешней среды. В варианте выполнения комплекса в качестве, например, гидродвигателя, установленного трубчатой частью 9 на дно реки или специального канала, такое выполнение кожуха
4 может выполнять функцию своеобразного кессона, внутри которого возможно размещение механизмов вместе, например, с электрогенератором.
Источник информации:
1. А.с. СССР 1460399, МПК F 03D 5/00.
2. А.с. СССР 1474025, МПК В 63Н 1/04.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
154 Кб
Теги
by6142, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа