close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9333

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.06.30
(12)
(51)7 F 01B 13/06,
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 9333
(13) C1
(19)
F 04B 29/00
РОТАЦИОННЫЙ РАДИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
(21) Номер заявки: a 20040113
(22) 2004.02.19
(43) 2005.09.30
(71) Заявитель: Аванесов Виталий Борисович (BY)
(72) Автор: Аванесов Виталий Борисович (BY)
(73) Патентообладатель: Аванесов Виталий Борисович (BY)
(56) SU 1800104 A1, 1993.
SU 1290004 A1, 1987.
RU 2066382 C1, 1996.
UA 39727 С2, 2003.
DE 3810728 A1, 1988.
DE 3907307 A1, 1990.
US 3701306 A, 1972.
BY 9333 C1 2007.06.30
(57)
1. Ротационный радиально-поршневой двигатель, содержащий корпус с цилиндрической соединительной шейкой, ось, жестко закрепленную одним участком в корпусе параллельно соединительной шейке и смещенную относительно нее, блок цилиндров с
радиально расположенными цилиндрами, установленный в корпусе на свободном участке
оси с возможностью вращения, крышку, связанную с корпусом посредством соединительной
шейки последнего, приводной вал, установленный в центре крышки посредством подшипников, планшайбу, жестко закрепленную на валу и связанную с поршнями в цилиндрах посредством шатунов, при этом в оси выполнены каналы подвода и отвода, отличающийся тем, что корпус и крышка обустроены вентиляционными окнами и ограждениямистенками с цилиндрическими внутренними кромками, соосными оси, и радиусом, равным
Фиг. 1
BY 9333 C1 2007.06.30
радиусу блока цилиндров; ось обустроена воздухозаборной полостью с входным отверстием со стороны защемленного участка оси, на противоположном глухом торце параллельно ей обустроена монолитно с торцом опорно-центрирующая ось, смещенная
относительно основной оси, на свободном участке оси последовательно по окружности
обустроены воздушный канал, соединенный с воздухозаборной полостью, топливный канал, декомпрессионный канал, фор-камера со стартерным каналом и элементом накала;
блок цилиндров выполнен монолитным колесом со ступицей, спицами, обустроенными
радиаторными ребрами, и ободом; при этом спицы выполнены в виде лопастей вентилятора и в них заподлицо с поверхностью блока цилиндров встроены цилиндры с частичной
прорезью вдоль цилиндра; планшайба установлена в крышке на подшипниках и обустроена с одной стороны шлицевым отверстием под ведомый вал, а с другой – отверстием под
подшипник, контактирующий с опорно-центрирующей осью; каждый поршень выполнен
с возможностью частичного выдвижения из блока цилиндров и обустроен сбоку, перпендикулярно его оси, монолитными с его цилиндрической поверхностью кронштейном с
осью, выполнен сквозным и снабжен с рабочей стороны клапаном со штоком, с другой
стороны обустроен отверстием-соплом, направленным в сторону, обратную вращению
блока цилиндров, на его верхней внешней кромке вдоль по центру выполнена канавка с
центральным отверстием, контактирующим со штоком клапана; внутренняя цилиндрическая стенка корпуса повторяет контур внешних кромок поршня со штоком, снабжена
управляемой заслонкой и кулачком, жестко закрепленным вблизи верхней нейтральной
точки и контактирующим со штоком клапана.
2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что снабжен стартерным устройством,
включающим ресивер, соединенный с фор-камерой стартерным каналом с автоматически
управляемым клапаном, и обводной канал с управляемым клапаном.
Изобретение относится к ротационным поршневым двигателям и может быть использовано во всех отраслях промышленности, в том числе в транспорте.
Схожими по кинематической схеме устройствами являются: ротационный двигателькомпрессор - а.с. СССР 1254197 A1, МПК F 04В 27/04 - и более близкая по схеме ротационная машина объемного вытеснения - заявка 4893521/29(122249), по свидетельству ВНИИГПэ,
авторское свидетельство на это изобретение до 1 июля 1992 г. выдано на имя Государственного патентного фонда. Ротационная машина объемного вытеснения содержит корпус
с цилиндрической соединительной шейкой; ось, жестко закрепленную одним участком в
корпусе параллельно цилиндрической шейке и смещенную относительно нее; блок цилиндров с радиально расположенными цилиндрами, установленный в корпусе на свободном участке оси с возможностью вращения; крышку корпуса, связанную с ним
посредством соединительной шейки последнего; приводной вал, установленный в центре
крышки посредством подшипников; планшайбу, жестко закрепленную на валу и связанную с поршнями в цилиндрах посредством шатунов, при этом в оси выполнены каналы
подвода и отвода.
Недостатком этих устройств является то, что они скомпонованы как насос-компрессоры и выполнить двигатель с предельно высокой удельной мощностью и высоким
КПД на их основе невозможно.
Цель изобретения - создание ротационного радиально-поршневого двигателя с предельно высокими удельной мощностью и КПД, экономичного, бесшумного, экологичного
и надежного, за счет:
1. Компоновки его многофункциональными деталями и узлами, тем самым заменив
агрегаты, сопутствующие поршневым двигателям и отбирающие часть мощности у них.
2. Снабжения двигателя единым постоянным пульсирующим факелом, обеспечивающим цилиндры постоянным давлением при продолжительном рабочем такте.
2
BY 9333 C1 2007.06.30
3. Придачи блоку цилиндров качества турбины, добавляющего к общему крутящему
моменту значительную энергию.
На фиг. 1 изображен поперечный разрез двигателя по центрам цилиндров; на фиг. 2 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - узел II на фиг. 2; на фиг. 5 узел III на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 2; на фиг. 7 - узел IV на фиг. 2; на фиг. 8 сечение Д-Д на фиг. 5; на фиг. 9 - вид Е на фиг. 7; на фиг. 10 - сечение Ж-Ж на фиг. 8; на
фиг. 11 - узел V на фиг. 1; на фиг. 12 - сечение З-З на фиг. 3; на фиг. 13 - схема стартерного устройства; на фиг. 14 - развертка И-И на фиг. 1.
Двигатель содержит корпус 1 с цилиндрической соединительной шейкой 2, соосной
главной оси А двигателя; симметричную крышку 3 с соединительной шейкой 4, связывающую ее с корпусом 1 посредством соединительной шейки последнего; ось 5, жестко
закрепленную одним участком в корпусе 1 параллельно главной оси А и смещенную на
ось Б на величину S;
блок-цилиндров 6 - монолитное колесо со ступицей, радиальными массивными спицами, обустроенными ребрами, ободом с цилиндрической поверхностью - установлен на
свободном участке оси 5 на подшипники и уплотнитель, при этом в поперечном сечении
спицы выполнены в виде лопастей вентилятора и в них встроены цилиндры 7; планшайбу 8,
установленную в крышке 3 на подшипниках, обустроенную с одной стороны внутренней
шлицевой шейкой 9 под ведомый вал, с другой - отверстием под подшипник 10; планшайба 8 связана посредством шатунов 11 с поршнями 12 в цилиндрах 7.
Корпус 1 и крышка 3 обустроены вентиляционными окнами 13 и 14, ограждениямистенками 15 и 16 с цилиндрической и конической внутренними кромками 17 и 18 соответственно, соосными оси 5, и радиусом равным, радиусу блока цилиндров 6.
Ось 5 обустроена воздухозаборной полостью 19 с входным отверстием со стороны
защемленного участка оси, на противоположном глухом торце оси выполнена монолитно
с ней опорно-центрирующая ось 20, контактирующая с отверстием под подшипник 10 и
смещенная относительно оси 5 на величину S, на свободном участке оси 5 расположены
по окружности последовательно: воздушный канал 21, соединенный с воздухозаборной
полостью 19, топливный канал 22, декомпрессионный канал 23 с управляемым затвором,
фор-камера 24 со стартерным каналом 25 и элементом канала 26, расположенным в начале
фор-камеры.
Каждый сквозной цилиндр 7 встроен торцом заподлицо с поверхностью блока цилиндров 6 и выполнен с частичной продольной прорезью 28 от этого торца шириной d, равной ширине кронштейна 29, и длиной L = d + 2S.
Поршень 12 выполнен с возможностью частично выдвигаться из цилиндра и сбоку
перпендикулярно к его оси обустроен монолитными с его цилиндрической поверхностью
кронштейном 29 с осью 30, выполнен сквозным с полостью 31, снабженной с рабочей
стороны клапаном 32 со штоком 33, с другой - выполнен отверстием-соплом 34, направленным в сторону, обратную вращению блока цилиндров 6, а на его верхней внешней
кромке, вдоль по центру выполнена канавка 35 с центральным отверстием 36, контактирующим со штоком 33 клапана 32.
Внутренняя цилиндрическая стенка 37 корпуса 1 с центром А повторяет траекторию
внешних кромок поршня 12 и штока 33 с гарантируемым зазором, снабжена управляемой
заслонкой 38 и вблизи верхней нейтральной точки снабжена жестко закрепленным кулачком 39 с возможностью регулирования и контактирующим со штоком 33.
В момент вращения блока цилиндров посредством цилиндрической внутренней стенки 37 корпуса 1, цилиндрической внешней поверхности блока цилиндров 6, оградительных фланцевых стенок 15 и 16 корпуса 1 и крышки 3 соответственно, выдвигаемой из
блока цилиндров 6 частью поршня 12, двигатель обустроен полостью изменяемого объема 40.
Двигатель также снабжен стартерным устройством в составе ресивера 41, соединенного с фор-камерой 24 стартерным каналом 25 с автоматически управляемым клапаном 42,
обводным каналом 43 с управляемым клапаном 44.
3
BY 9333 C1 2007.06.30
Ко всему, блок цилиндров 6 выполнен с отверстиями 45 для сообщения между каналами 21, 22, 23, фор-камерой 24 с цилиндрами 7; ось 5 снабжена уплотнителем 46; двигатель снабжен запорной гайкой 47; между взаимодвижущими поверхностями обеспечен
минимальный гарантируемый зазор 48.
За один оборот блока цилиндров каждый цилиндр проходит сектор рабочего хода 49,
сектор выхлопа 50, сектор продувки 51, сектор подачи топлива 52, сектор сжатия 53.
Запуск и работа ротационного радиально-поршневого двигателя.
Исходное положение: управляемая заслонка 38 открыта, клапан 44 на обводном канале 43, декомпрессионный канал 23, топливный канал 22 закрыты, элемент накала 26 обесточен, ресивер 41 заполнен газом под давлением.
Открываются одновременно управляемый затвор декомпрессионного канала 23, клапан 44 на обводном канале 43, и сжатый в ресивере 41 газ начинает вращать блок цилиндров 6 и доводит частоту вращения его до достаточного. Закрывается клапан 44 на
обводном канале 43, блок цилиндров с цилиндрами 7 и поршнями 12 в них, планшайба 8 с
шатунами 11, ведомый вал и т.д., имея значительную массу, превращаются в маховик с
энергией, достаточной для нескольких оборотов вхолостую.
Подается напряжение на элемент накала 26. Одновременно закрываются декомпрессионный канал 23, заслонка 38, включается топливный канал 22, и струя сжатой топливной смеси, вытесняя остатки стартерного газа в фор-камере 24, поджигается элементом
накала 26. Все последующие цилиндры вносят в фор-камеру 24 свои порции смеси. В форкамере возникает постоянный пульсирующий факел с регулируемым режимом горения.
Элемент накала 26 выключается.
В силу того что в момент контакта очередного цилиндра с фор-камерой объем его
сжатой смеси ничтожно мал в сравнении с суммарным объемом факела в фор-камере и
цилиндре (цилиндрах), не потерявшем(ших) контакта с ней, давление в рабочей полости
очередного цилиндра моментально приобретает давление общего факела и остается постоянным до момента потери контакта с фор-камерой.
Не доходя до конца сектора рабочего хода 49 ∼ 15°, цилиндр теряет контакт с форкамерой, герметизируется, и в его рабочей полости идет дожигание оставшейся там части
факела.
За ~15-20° до нейтральной верхней точки цилиндр входит в сектор выхлопа 50, шток 33
клапана 32 контактирует с кулачком 39, и клапан открывается. Резкий динамичный первый этап выхлопа из радиальной полости 31 через отверстие-сопло 34 поршня 12, реактивной струей устремляется в полость 40 с относительным вакуумом в направлении,
обратном вращению блока цилиндров 6, и создает, во-первых, импульс реактивной силы,
которая при значительной длине плеча дает дополнительный крутящий момент, а пульсирующая реактивная струя газа вращающегося блока цилиндров 6 увеличивает КПД
двигателя, во-вторых, выхлоп в относительный вакуум внутри двигателя глушит его резкий звук.
В резонанс с выходом отработанных газов в конце сектора 50 цилиндр входит в контакт с воздушным каналом 21 на оси 5, и в секторе 51 свежий воздух под действием центробежных сил выталкивает остатки отработанных газов и занимает полость цилиндра 7.
Контакт между штоком 33 и кулачком 39 прерывается, клапан 32 под действием потока воздуха и центробежных сил закрывается, и одновременно у цилиндра прерывается
контакт с воздушным каналом 21, и он герметизируется.
В секторе подачи топлива 52 открывается топливный канал 22, топливо под давлением впрыскивается в полость цилиндра, где мгновенно возрастает давление, которое растет
по ходу сжатия и достигает проектного в конце сектора сжатия 53.
Цикл процессов в полости цилиндра заканчивается. Управляемая заслонка 38 открывается только при запуске двигателя.
Отработанный газ факела устремляется в ресивер 41 по стартерному каналу 25, где он
остывает, сжимается, и следующие порции газа доводят давление в ресивере до проектно4
BY 9333 C1 2007.06.30
го ~120 атм. при нормальной температуре, автоматический клапан 42 закрывается, ресивер 41 заряжен и остается под зарядкой до следующего запуска двигателя. Одной зарядки
хватает на несколько запусков.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
5
BY 9333 C1 2007.06.30
Фиг. 6
Фиг. 7
Фиг. 8
Фиг. 9
Фиг. 10
Фиг. 11
6
BY 9333 C1 2007.06.30
Фиг. 12
Фиг. 13
Развертка И-И
Фиг. 14
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
512 Кб
Теги
by9333, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа