close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY18108

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2014.04.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 64C 11/32
(2006.01)
ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ С ИЗМЕНЯЕМЫМ УГЛОМ ПОВОРОТА
РАБОЧИХ ЛОПАСТЕЙ
(21) Номер заявки: a 20101433
(22) 2010.10.06
(43) 2012.06.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт тепло- и
массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Автор: Саверченко Виктор Иванович (BY)
BY 18108 C1 2014.04.30
BY (11) 18108
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт теплои массообмена имени А.В.Лыкова
Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) RU 2290345 C2, 2006.
BY 610 U, 2002.
SU 2490, 1927.
SU 7626, 1929.
SU 23781, 1931.
RU 2129075 C1, 1999.
US 5727926 A, 1998.
US 4609165, 1986.
(57)
Воздушный винт с изменяемым углом поворота рабочих лопастей, содержащий основание, приводной вал, на котором с возможностью перемещения вдоль последнего установлен механизм привода синхронного поворота рабочих лопастей, отличающийся тем,
что механизм привода синхронного поворота рабочих лопастей содержит муфты, зубчатые колеса и зубчатую рейку, подвижно установленную в выполненном пустотелым приводном валу и связанную с неподвижно установленными на рабочих лопастях зубчатыми
колесами, имеющими возможность вращения в подшипниках, установленных в муфтах,
закрепленных на основании, которое жестко связано с приводным валом.
BY 18108 C1 2014.04.30
Предлагаемое изобретение относится к авиации, в частности к воздушным винтам, и
может быть также использовано в отопительных системах как средство осуществления
подачи воздуха внутрь топки котельных или печей.
Известно устройство для изменения шага воздушного винта вертолета [1]. В двигательной установке вертолета имеется несколько лопастей с изменяемым углом их наклона
относительно продольной оси. Лопасти имеют втулку для их удержания при повороте относительно оси установки и продольных осей лопастей. Каждая лопасть имеет корневой
конец, из которого выступает цапфа. С лопастями связан исполнительный механизм для
изменения шага винта. От механизма к цапфе каждой лопасти проходит соединительное
приспособление со штифтом, поворачивающее лопасти вокруг оси. Приспособление расположено с возможностью линейного скольжения относительно цапфы для передачи прямолинейного движения. Приспособление и штифт поворачивают каждую лопасть в
унисон вокруг продольной оси для изменения шага винта. Данное устройство обладает
следующим недостатком. Диапазон угла поворота лопастей устройства для изменения шага воздушного винта вертолета обязательно меньше 180°. Это имеет место тогда, когда
соединительное приспособление со штифтом при достижении 90 или -90° установится параллельно цапфе, заняв, таким образом, мертвое положение.
Известно устройство винта регулируемого шага [2], содержащее электродвигатель,
приводящий в осевом направлении исполнительное устройство и имеющий упрощенную
конструкцию. Во время нормального действия все составляющие части вращаются практически как единый узел. В одном из вариантов исполнения диапазон изменения углов
автоматически ограничивается стопорным штырем центробежного привода, когда винт
вращается с частотой, превышающей предельную скорость. В другом варианте угол поворота лопастей автоматически регулируется блоком управления, а контроллер действует в
ответ на замеренные рабочие параметры, в том числе положение дросселирования, скорость вращения и давление во впускном трубопроводе. Данное устройство обладает следующими недостатками. Диапазон изменения угла поворота лопастей меньше 180°,
поскольку исполнительное устройство при передвижении достигает мертвых точек. Конструкция винта регулируемого шага очень сложна в силу наличия в нем гидравлики и
электроники.
Известна конструкция многолопастного регулируемого пропеллера [3]. В каждой лопасти винта, вращающейся вокруг втулки, закреплена ребристая трубка. Во втулке зафиксирован выступающий наружу полый вал, на который, образуя подшипник скольжения,
надета трубка. На подшипнике скольжения закреплена вращающаяся лопасть. На участке
вала имеется торсионный корпус. Удаленный от втулки конец этого корпуса соединен с
лопастями, другой конец - с втулкой. В корпусе предусмотрен элемент, обеспечивающий
вращение лопастей при вращении корпуса. Данная конструкция обладает следующим недостатком. Диапазон изменения угла поворота лопастей не может превышать 90°, поскольку торсионный корпус, выведя данный угол из этого диапазона, не позволит вернуть
его обратно.
Известно устройство для регулирования шага лопаток ротора [4]. Оно содержит электродвигатель, статор которого неподвижен, а ротор, предпочтительно с постоянным магнитом или асинхронного типа, закреплен на валу турбомашины и связан с зубчатым
колесом. Зубчатое колесо находится в зацеплении с зубчатыми секторами, выполненными
на ножке каждой лопатки. Запорные средства фиксирования ножки каждой лопатки, выставленной электромеханическим механизмом, соединены с валом и питаются электрическим током через вращающийся трансформатор. Принципиальным недостатком данного
устройства является сложность конструкции в силу наличия в нем электродвигателя и
вращающегося трансформатора.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности (прототип) является несущий винт самолета с изменением угла рабочих лопастей (воздушный винт с из2
BY 18108 C1 2014.04.30
мененяемым углом поворота рабочих лопастей) [5]. Воздушный винт с изменяемым углом
поворота рабочих лопастей выполнен следующим образом. На приводном валу винта самолета установлен механизм синхронного поворота рабочих лопастей несущего винта,
свободно перемещаемого вдоль ведущего вала на двух роликоподшипниках. На механизме привода синхронного поворота рабочих лопастей установлен вращающийся блок на
двух радиально упорных подшипниках с вмонтированными в блок тягами. Тяги шарнирно
соединены с рычагами для синхронного поворота рабочих лопастей, которые свободно
поворачиваются в ступице. Ступицы закреплены на основании, которое установлено на
приводном валу. Привод механизма синхронного поворота рабочих лопастей осуществляется посредством штока гидроцилиндра. Шток соединен шарнирно с проушиной, которая
вмонтирована в корпус механизма привода синхронного поворота рабочих лопастей.
Воздушный винт работает следующим образом.
При продольном передвижении штока гидроцилиндра вместе с ним передвигается механизм для синхронного поворота рабочих лопастей воздушного винта. Механизм для
синхронного поворота рабочих лопастей несущего винта, передвигаясь вдоль приводного
вала, заставляет также передвигаться вращающийся блок, позволяя ему при этом свободно вращаться. Вращающийся блок толкает тяги, которые при этом синхронно поворачивают лопасти, воздействуя на рычаги. Недостатком такой конструкции является узкий
диапазон изменения угла рабочих лопастей, а также наличие гидравлики в конструкции.
При повороте лопастей на угол 90 или -90° тяги становятся параллельно рычагам, заняв,
таким образом, мертвое положение.
Задачей данного изобретения является расширение диапазона изменения угла поворота рабочих лопастей и упрощение конструкции воздушного винта.
Задача решаются следующим образом.
Известный воздушный винт с изменяемым углом поворота рабочих лопастей, содержащий основание, приводной вал, на котором с возможностью перемещения вдоль последнего установлен механизм привода синхронного поворота рабочих лопастей.
Согласно предлагаемому изобретению, механизм привода синхронного поворота рабочих лопастей содержит муфты, зубчатые колеса и зубчатую рейку, подвижно установленную
в выполненном пустотелым приводном валу и связанную с неподвижно установленными
на рабочих лопастях зубчатыми колесами, имеющими возможность вращения в подшипниках, установленных в муфтах, закрепленных на основании, которое жестко связано с
приводным валом.
При продольном передвижении подвижной зубчатой рейки вдоль оси вала поворачиваются и зубчатые колеса и синхронно с ними рабочие лопасти. Поскольку длина подвижной
зубчатой рейки принципиально ничем не ограничивается, то не ограничивается и диапазон
изменения угла поворота лопастей. Конструкция воздушного винта с изменяемым углом
рабочих лопастей крайне проста, поскольку состоит только из механических элементов.
Таким образом, предлагаемое изобретение значительно упрощает конструкцию воздушного винта и за счет зубчатой рейки, приводящей во вращение зубчатые колеса, позволяет расширить диапазон изменения угла поворота рабочих лопастей.
На фигуре показана схема воздушного винта с изменяемым углом поворота рабочих
лопастей.
Воздушный винт с изменяемым углом поворота рабочих лопастей состоит из полого
приводного вала 1, на котором установлен механизм привода синхронного поворота рабочих лопастей 2. Сам механизм привода выполнен в виде зубчатой рейки 3, подвижно
установленной в полом приводном валу 1. Продольное перемещение реки 3 вдоль оси
приводного вала 1 обеспечивают зубчатые колеса 4, входящие в зацепление с зубчатой
рейкой 3. Зубчатые колеса 4 и рабочие лопасти 2 подвижно установлены в подшипниках
5, расположенных в дополнительно введенных муфтах 6, которые, в свою очередь, неподвижно закреплены на основании 7, которое жестко связано с приводным валом 1.
3
BY 18108 C1 2014.04.30
Воздушный винт работает следующим образом.
При продольном передвижении подвижной зубчатой рейки 1 в полости приводного
вала 2 рейка 1 входит в зацепление с зубчатыми колесами 4, установленными в подшипниках 5 муфты 6. А так как в подшипниках 5 установлены и рабочие лопасти 2, то вместе
с зубчатыми колесами 3 происходит синхронный поворот рабочих лопастей 2. А так как
муфты 6 закреплены на основании 7, жестко связанном с ведущим валом 1, то происходит
продольное перемещение всего механизма привода синхронного поворота рабочих лопастей вдоль оси вала 1. Поскольку длина подвижной зубчатой рейки 1, расположенной в
полости вала 1, принципиально ничем не ограничивается, то не ограничивается и диапазон изменения угла поворота рабочих лопастей 1, в том числе превышающих 180°. Поворот
лопастей в диапазоне углов, превышающем 180°, необходим для осуществления полноценной маневренности средства передвижения. Например, для аэромобилей, аэросаней и
т.д. полноценная маневренность заключается в наличии флюгерного режима (90-110°),
ускоренного заднего хода (-45-80°), перехода на флюгерный режим при движении назад
(-80-110°). Для самолетов нет необходимости в столь широком диапазоне управления при
осуществлении заднего хода, т.к. задний ход дается лишь при выезде на взлетную полосу.
Однако эта необходимость появляется при управлении аэромобилями, аэроботами, аэроглиссерами и аэросанями.
Конструкция воздушного винта с изменяемым углом поворота рабочих лопастей
крайне проста, поскольку состоит только из механических элементов. Простота конструкции означает также ее малый вес. Это позволяет использовать данный воздушный винт в
моторных скейтбордах.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию воздушного винта, расширить диапазон изменения угла поворота рабочих лопастей и тем самым
расширить его функциональное применение.
Источники информации:
1. US 05431539 A, МПК6 B 64C 11/32, 1993.
2. WO 9631390A1, МПК6 B 64C 11/34, 1996.
3. DE 19528350 A1, МПК6 B 64C 11/32, 1996.
4. EP 652154 A1, МПК6 B 64C 11/44, 1995.
5. RU 2290345 C2, МПК6 B 64C 11/34, 2006.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
268 Кб
Теги
патент, by18108
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа