RU2828144C1 - Air-hydraulic motor - Google Patents
Air-hydraulic motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2828144C1 RU2828144C1 RU2023130842A RU2023130842A RU2828144C1 RU 2828144 C1 RU2828144 C1 RU 2828144C1 RU 2023130842 A RU2023130842 A RU 2023130842A RU 2023130842 A RU2023130842 A RU 2023130842A RU 2828144 C1 RU2828144 C1 RU 2828144C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- buckets
- gas supply
- wheel
- level
- gas
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000002343 natural gas well Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к гидромашиностроению и может использоваться в качестве двигателей, не требующих трансмиссии - в случае наличия источника газа, а также в качестве редукторов с демпфированием динамических нагрузок - в случае, если в качестве привода воздуходува (газонагнетателя) используются электродвигатели или ДВС.The invention relates to hydraulic engineering and can be used as engines that do not require a transmission - in the case of a gas source, and also as gearboxes with damping of dynamic loads - in the case where electric motors or internal combustion engines are used as a drive for an air blower (gas supercharger).
Известна роторно-лопастная машина, содержащая неподвижный корпус с осью, соединенной с эксцентрично расположенной второй осью, вокруг которой подвижно расположены лопасти, внутри которых расположена рабочая камера, разделенная на две рабочие секции поршнем с подвижным поршневым валом, прикрепленным к ротору, вращаемому вокруг оси, канал подачи, проходящий через поршневой вал, и канал отвода, выполненный в корпусе и проходящий вдоль рабочей секции, обеспечивая увеличение скорости выброса рабочей среды. Поршень закреплен к каретке. Вторая ось выполнена с возможностью вращения. (Патент РФ №2626186, опубл.24.07.1017).A rotor-vane machine is known, comprising a fixed housing with an axis connected to an eccentrically located second axis, around which blades are movably arranged, inside which a working chamber is located, divided into two working sections by a piston with a movable piston shaft attached to a rotor rotating around the axis, a feed channel passing through the piston shaft, and a discharge channel made in the housing and passing along the working section, providing an increase in the speed of ejection of the working medium. The piston is fixed to the carriage. The second axis is made with the possibility of rotation. (Patent of the Russian Federation No. 2626186, published on 24.07.1017).
Известен пневмогидравлический двигатель, содержащий емкость с рабочей жидкостью, ротор с полыми камерами, расположенными симметрично и диаметрально противоположно относительно продольной оси симметрии, катализатор, при этом катализатор установлен под ротором по одну из сторон вертикальной плоскости, проходящей через ось симметрии ротора. (Патент РФ №2009368, опубл. 15.03.1994).A pneumatic-hydraulic engine is known, comprising a container with a working fluid, a rotor with hollow chambers located symmetrically and diametrically opposite relative to the longitudinal axis of symmetry, a catalyst, wherein the catalyst is installed under the rotor on one side of a vertical plane passing through the axis of symmetry of the rotor. (Patent of the Russian Federation No. 2009368, published 15.03.1994).
Известен пневмогидравлический двигатель, содержащий гидрокамеру, установленный в ней рабочий орган, выполненный в виде поплавка, и систему распределения рабочей жидкости, включающую приемные баки с размещенными в них эластичными пневмоемкостями, при этом баки сообщены с гидрокамерой посредством трубопроводов с установленными в них управляемыми вентилями, входные отверстия которых расположены на боковой стенке гидрокамеры. При этом двигатель снабжен напорным резервуаром, поплавок установлен в гидрокамере соосно, а последняя снабжена патрубками, размещенными соответственно на боковой стенке днище камеры с возможностью соотшения с полостью резервуара. Снабжен системой вентиляции, включающей вентиляционный канал, выполненный в верхней части гидрокамеры, и патрубок с установленным в нем клапаном, расположенный на уровне нижнего трубопровода, сообщающего бак с гидрокамерой. (Патент РФ №1813914, опубл. 07.05.1993).A pneumatic-hydraulic engine is known, comprising a hydraulic chamber, a working element installed in it, made in the form of a float, and a system for distributing the working fluid, including receiving tanks with elastic pneumatic containers placed in them, wherein the tanks are connected to the hydraulic chamber by means of pipelines with controlled valves installed in them, the inlet openings of which are located on the side wall of the hydraulic chamber. In this case, the engine is equipped with a pressure tank, the float is installed in the hydraulic chamber coaxially, and the latter is equipped with branches located respectively on the side wall of the chamber bottom with the possibility of correlation with the cavity of the tank. It is equipped with a ventilation system, including a ventilation duct made in the upper part of the hydraulic chamber, and a branch pipe with a valve installed in it, located at the level of the lower pipeline connecting the tank with the hydraulic chamber. (Patent of the Russian Federation No. 1813914, published on 07.05.1993).
За прототип выбран пневмогидравлический двигатель, содержащий заполненную жидкостью камеру и размещенную в камере погруженную в жидкость вертикально расположенную гибкую бесконечную трансмиссию с участками погружения и всплытия с рабочими органами в виде складных емкостей, а также средство подачи газа в емкости на участке их всплытия, соединенное с источников газа высокого давления, при этом он дополнительно снабжен закрепленными на стенках емкостями и камеры постоянными магнитами, причем на участке погружения магниты емкостей и камеры ориентированы навстречу друг другу своими одноименными полюсами, а в начале участка всплытия - разноименными. Источник газа высокого давления выполнен в виде ветроагрегата, соединенного с нагнетателем и воздушным аккумулятором давления в виде подземной емкости. Источник газа высокого давления выполнен в виде скважины природного газа. (Патент РФ №1816893, опубл. 23.05.1993).A pneumatic-hydraulic engine has been selected as a prototype, comprising a chamber filled with liquid and a flexible endless transmission immersed in the liquid, positioned vertically in the chamber, with immersion and ascent sections with working bodies in the form of collapsible containers, as well as a means for feeding gas into the containers in the ascent section, connected to high-pressure gas sources, while it is additionally equipped with permanent magnets fixed to the walls of the containers and the chamber, wherein in the immersion section the magnets of the containers and the chamber are oriented towards each other with their like poles, and at the beginning of the ascent section - with unlike poles. The high-pressure gas source is made in the form of a wind turbine connected to a supercharger and an air pressure accumulator in the form of an underground container. The high-pressure gas source is made in the form of a natural gas well. (Patent of the Russian Federation No. 1816893, published on 23.05.1993).
К общим недостаткам известных технических решений следует отнести использование большого уровня жидкости (воды) и, соответственно, большого давления газа (воздуха) для преодоления давления столба жидкости, использование только поплавков (участков всплытия), применение водяных, газовых, паровых турбин, которые низко эффективны в пневмогидравлических двигателях из-за сжимаемости газа (воздуха) при давлениях, используемых в пневмогидравлических двигателях.The general disadvantages of known technical solutions include the use of a high level of liquid (water) and, accordingly, high gas (air) pressure to overcome the pressure of the liquid column, the use of only floats (floating sections), the use of water, gas, steam turbines, which are low in efficiency in pneumohydraulic engines due to the compressibility of gas (air) at the pressures used in pneumohydraulic engines.
Задача - создание пневмогидравлического двигателя.The task is to create a pneumohydraulic engine.
Технический результат - работа пневмогидравлического двигателя при минимальном давлении столба жидкости и задействование в его работе участков погружения и всплытия.The technical result is the operation of a pneumohydraulic engine at a minimum pressure of the liquid column and the involvement of the immersion and ascent sections in its operation.
Технический результат достигается пневмогидравлическим двигателем, состоящим из погруженного в рабочую жидкость колеса с ковшами, которое установлено на горизонтальной оси с возможностью вращения в рабочей жидкости, а также канала подачи газа с выпускным отверстием, обеспечивающими подачу газа снизу под колесо с ковшами со стороны открытых снизу ковшей, впускное отверстие канала подачи газа соединено с газонагнетателем и расположено выше уровня верхнего ковша колеса, при этом канал подачи газа заканчивается двумя отводными каналами с выпускными отверстиями, обеспечивающими подачу газа снизу под колесо с ковшами, при этом одно выпускное отверстие обеспечивает подачу газа снизу под колесо с ковшами со стороны открытых снизу ковшей, другое отверстие обеспечивает подачу газа снизу под колесо с ковшами со стороны закрытых снизу ковшей, расстояние между выпускными отверстиями и ковшами колеса выполнено с минимально допускаемым рабочим зазором, давление газа в канале подачи газа превышает давление столба жидкости, минимальный уровень рабочей жидкости, в которой расположено колесо с ковшами, определяется уровнем оси колеса, а максимальный уровень определяется уровнем верхнего ковша. Канал подачи газа выполнен с разделением на два отводных канала снизу. Канал подачи газа выполнен с разделением на два отводных канала сверху.The technical result is achieved by a pneumatic-hydraulic engine consisting of a wheel with buckets immersed in a working fluid, which is mounted on a horizontal axis with the ability to rotate in the working fluid, as well as a gas supply channel with an outlet opening, providing gas supply from below under the wheel with buckets from the side of the buckets open from below, the inlet opening of the gas supply channel is connected to the gas pump and is located above the level of the upper bucket of the wheel, wherein the gas supply channel ends with two branch channels with outlet openings providing gas supply from below under the wheel with buckets, wherein one outlet opening provides gas supply from below under the wheel with buckets from the side of the buckets open from below, the other opening provides gas supply from below under the wheel with buckets from the side of the buckets closed from below, the distance between the outlet openings and the wheel buckets is made with a minimum permissible working gap, the gas pressure in the gas supply channel exceeds the pressure of the liquid column, the minimum level of the working fluid in which the wheel with buckets is located is determined by the level of the wheel axis, and the maximum level is determined by the level of the upper bucket. The gas supply channel is made with a division into two branch channels at the bottom. The gas supply channel is made with a division into two branch channels at the top.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан пневмогидравлический двигатель с возможностью разделения канала подачи газа на два отводных канала с выпускными каналами снизу, на фиг. 2 - пневмогидравлический двигатель с каналом подачи газа, разделенным на два отводных канала сверху.The invention is explained by drawings, where Fig. 1 shows a pneumohydraulic engine with the possibility of dividing the gas supply channel into two branch channels with outlet channels at the bottom, and Fig. 2 shows a pneumohydraulic engine with a gas supply channel divided into two branch channels at the top.
Пневмогидравлический двигатель состоит из колеса 1 с ковшами 2, которое установлено на горизонтальной оси 3, канала подачи газа 4 с выпускным отверстием 5, впускного отверстия 6, газонагнетателя 7, отводных каналов 8, расстояние между выпускным отверстием канала подачи газа, и ковшами колеса выполнено с минимально допускаемым рабочим зазором Н.The pneumatic hydraulic engine consists of a wheel 1 with
Пример конкретного выполнения.An example of specific implementation.
Колесо с ковшами располагалось в рабочей жидкости, минимальный уровень которой определялся уровнем оси колеса, например в емкости, или в открытом водоеме.The wheel with buckets was located in the working fluid, the minimum level of which was determined by the level of the wheel axle, for example, in a container or in an open body of water.
При подаче газа по каналу подачи газа под колесо со стороны открытых снизу ковшей происходило их заполнение газом путем вытеснения из них жидкости. Заполненные газом ковши становились поплавками, находящимися в жидкости и всплывали вверх под действием выталкивающей силы Архимеда.When gas was supplied through the gas supply channel under the wheel from the side of the open-bottomed buckets, they were filled with gas by displacing liquid from them. The gas-filled buckets became floats in the liquid and floated upward under the action of Archimedes' buoyant force.
При подаче газа по каналу подачи газа под сторону закрытых снизу ковшей, они оказывались заполненными жидкостью. Жидкость является более плотной и, соответственно, более тяжелой, чем обтекающий ковш газ, в результате чего ковши с жидкостью опускались вниз под действием силы тяжести.When gas was supplied through the gas supply channel under the side of the buckets closed at the bottom, they were filled with liquid. The liquid is denser and, accordingly, heavier than the gas flowing around the bucket, as a result of which the buckets with liquid were lowered down by gravity.
То есть, при подаче газа под обе стороны колеса с ковшами, находившегося в жидкости, оно образовывало постоянно переконфегурирующийся рычаг, при этом в работе оказывались обе стороны колеса с ковшами, т.е. участки погружения и всплытия.That is, when gas was supplied under both sides of the wheel with buckets, which was in the liquid, it formed a constantly reconfiguring lever, and both sides of the wheel with buckets, i.e. the immersion and emergence sections, were in operation.
Благодаря применению в заявляемом пневмогидравлическом двигателе колеса с ковшами, где расстояние между выпускным отверстием канала подачи газа и ковшами колеса выполнялось с минимально допускаемым рабочим зазором, для его работы требовались минимальный, по сравнению с известными техническими решениями, уровень жидкости с соответственно, минимальным давлением столба жидкости и минимальное давление подаваемого газа для его преодоления. При этом, подаваемый газ при всплытии не столько передавал приобретаемый им импульс (как в случае применения турбин), сколько благодаря ковшам, перераспределял жидкую и газовую среды на сторонах колеса для создания рычага, при этом сжимаемость газа на эффективность работы пневмогидравлического двигателя, т.е. преобразование энергии подаваемого под давлением газа в механическую работу, не влияла, оставляя основное достоинство пневмогидравлических двигателей, имеющееся у них благодаря сжимаемости газа - это демпфирование динамических нагрузок, т.е. то, что пневмогидравлическим двигателям не требуется трансмиссия.Due to the use of a wheel with buckets in the claimed pneumohydraulic engine, where the distance between the outlet of the gas supply channel and the wheel buckets was performed with a minimum permissible working clearance, its operation required a minimum, in comparison with known technical solutions, liquid level with, accordingly, a minimum pressure of the liquid column and a minimum pressure of the supplied gas to overcome it. At the same time, the supplied gas during surfacing did not so much transmit the impulse acquired by it (as in the case of using turbines), as, thanks to the buckets, redistributed the liquid and gaseous media on the sides of the wheel to create a lever, while the compressibility of the gas did not affect the efficiency of the pneumohydraulic engine, i.e. the conversion of the energy of the gas supplied under pressure into mechanical work, leaving the main advantage of pneumohydraulic engines, which they have due to the compressibility of the gas - this is the damping of dynamic loads, i.e. the fact that pneumohydraulic engines do not require a transmission.
Таким образом, заявляемый пневмогидравлический двигатель обеспечивал минимальное давление столба жидкости и задействование в работе участков погружения и всплытия.Thus, the claimed pneumohydraulic engine ensured minimum pressure of the liquid column and the involvement of the diving and surfacing sections in the work.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2828144C1 true RU2828144C1 (en) | 2024-10-07 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR506416A (en) * | 1919-11-20 | 1920-08-21 | Emile Joseph Augustin Schultz | Hydro-pneumatic turbine specially applicable to the use of tidal energy |
| US3715885A (en) * | 1971-11-12 | 1973-02-13 | G Schur | Heat vapor differential engine |
| US4095426A (en) * | 1976-08-27 | 1978-06-20 | Rhodes William A | Turbine and method of using same |
| DE2907655A1 (en) * | 1979-02-27 | 1980-09-04 | Alfred Wadewitz | Hydraulic turbine of pelton wheel type - rotates on horizontal axle and has additional gas inlet duct near lowest blade position with outlet near highest blade position |
| RU2086801C1 (en) * | 1993-08-24 | 1997-08-10 | Сергей Михайлович Муракин | Hydropneumatic motor |
| GR1010125B (en) * | 2021-01-29 | 2021-11-11 | Νικολαος Σταματιου Κωνστανταρας | Underwater energy water mill |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR506416A (en) * | 1919-11-20 | 1920-08-21 | Emile Joseph Augustin Schultz | Hydro-pneumatic turbine specially applicable to the use of tidal energy |
| US3715885A (en) * | 1971-11-12 | 1973-02-13 | G Schur | Heat vapor differential engine |
| US4095426A (en) * | 1976-08-27 | 1978-06-20 | Rhodes William A | Turbine and method of using same |
| DE2907655A1 (en) * | 1979-02-27 | 1980-09-04 | Alfred Wadewitz | Hydraulic turbine of pelton wheel type - rotates on horizontal axle and has additional gas inlet duct near lowest blade position with outlet near highest blade position |
| RU2086801C1 (en) * | 1993-08-24 | 1997-08-10 | Сергей Михайлович Муракин | Hydropneumatic motor |
| GR1010125B (en) * | 2021-01-29 | 2021-11-11 | Νικολαος Σταματιου Κωνστανταρας | Underwater energy water mill |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2334120C2 (en) | Hydraulic transfer system for increasing turbine output | |
| SU1611225A3 (en) | Pneumohydraulic hydrogenerator | |
| US7765804B2 (en) | Hydraulic motor using buoyant and gravitational forces to generate kinetic energy | |
| NO842991L (en) | HYDROPOWER CONVERTER | |
| WO2013150320A2 (en) | Mechanical hydraulic electrical floating and grounded system exploiting the kinetic energy of waves (seas-lakes-oceans) and converting it to electric energy and to drinking water | |
| CN1643248A (en) | Extracting power from a fluid flow | |
| US20110289913A1 (en) | Wave energy transfer system | |
| CN102947582A (en) | Wave Power Equipment | |
| US10267287B2 (en) | Oscillating unites buoyancy hydro electric loop pistons | |
| JP2013525663A (en) | Hydrodynamic cycle generation technology | |
| CA3029652A1 (en) | Energy harvesting from moving fluids using mass displacement | |
| WO2014035267A1 (en) | Buoyancy power plant | |
| US20140348641A1 (en) | Low-drag hydro-pneumatic power cylinder and system | |
| CA1292638C (en) | Tidal power apparatus | |
| JP2009281142A (en) | Hydroelectric power generation facility | |
| RU2828144C1 (en) | Air-hydraulic motor | |
| JP2005023799A (en) | Submerged power generating device | |
| AU2019203242A1 (en) | Harnessing wave power | |
| AU2008285532B2 (en) | Autonomous sea water purification device having alternating submerged filtration modules with multipiston low-pressure chambers | |
| PL243168B1 (en) | Method of electric energy generation and system for electric energy generation, especially hydroelectric plant | |
| EP3380718A2 (en) | Generator | |
| JP2004124866A (en) | Submerged generator | |
| RU2710135C1 (en) | Tidal hpp | |
| WO2017093826A1 (en) | Reciprocating hydraulic system | |
| CN110094291B (en) | Hydraulic circulation power generation system and high-pressure pump thereof |