Способ автоматического преобразования энергии и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу автоматического преобразования энергии и устройству для его осуществления. Способ характеризуется тем, что для преобразования энергии рабочего тела в энергию импульса с необходимыми параметрами рабочее тело ускоряют в канале и варьируют по массе от нуля до максимума путем перемещения окна канала, соединенного с выходом от начала до конца этого канала. Устройство для осуществления способа содержит канал, имеющий вид окружности, закрытой перемычкой. С одной стороны канала по всей длине располагается вращающаяся от начала до конца канала стенка с отверстием в виде окна, соединенным с выходом. По ходу вращения за перемычкой имеется окно входа канала для подачи рабочего тела под действием ротора и крыльчатки. Перед перемычкой имеется окно второго выхода канала. Достигается повышение КПД при отборе энергии от источника и передаче ее потребителю. 2 н. п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение предлагает одно из множества возможных конструктивных решений способа автоматического преобразования энергии в необходимое отношение ее параметров, может выполнять в полном диапазоне функции: вариатора; регулируемого по своей производительности за один оборот насоса; двигателя; трансформатора давления.

Известно, что при передаче энергии импульса потребителю необходимое отношение параметров энергии автоматически устанавливается самостоятельно и поэтому необходимость в механизме изменения этого отношения в виде передаточного числа отсутствует.

Однако при преобразовании энергии источника в энергию импульса рабочего тела в лучшем случае необходимо наличие оптимальной величины передаточного числа при любой без исключения производительности этого источника. Так, к примеру, каждой величине скорости вращения вала ДВС соответствует своя оптимальная нагрузка, независимо от скорости изменения и величины нагрузки потребителя.

Известны изобретения - Гидротаран и Пневмогайковерт, в которых при несоответствии передаточного числа между источником энергии и ее потребителем энергия источника преобразуется в энергию импульса и затем энергия импульса передается потребителю.

Недостатком этих изобретений является отсутствие диапазона номинального передаточного числа при преобразовании энергии ее источника в энергию импульса. Так, к примеру, в насосе, работающем по принципу Гидротарана, течение реки ускоряет сразу всю массу рабочего тела, что существенно снижает КПД этого насоса.

Известно отлично зарекомендовавшее себя изобретение Гидравлическое сцепление, в котором энергия крутящего момента через жидкообразное рабочее тело передается по замкнутому кольцу от источника потребителю.

Недостатком этого изобретения является отсутствие диапазона передаточного числа в связи с тем, что отсутствуют условия возникновения энергии импульса, т.к. вся масса рабочего тела при ускорении и замедлении жестко связана и с источником энергии и с потребителем этой энергии.

Известен эффективный способ переброски сыпучего груза на расстояние, характеризующийся тем, что ускорение получает не сразу вся масса груза, а поочередно каждая по отдельности оптимальная по величине ее часть.

Сущность предлагаемого изобретения характеризуется тем, что для преобразования энергии рабочего тела в энергию импульса с необходимыми параметрами рабочее тело ускоряют в канале и варьируют по массе от нуля до максимума путем перемещения окна канала, соединенного с выходом от начала до конца этого канала.

Конструктивно это может достигаться устройством (Фигура 1) характеризующимся тем, что состоит из канала 1 который: имеет вид окружности и закрыт перемычкой 2; с одной стороны по всей длине имеет вращающуюся от начала до конца канала стенку 3, имеющую выход в виде окна 4; по ходу вращения за перемычкой имеет окно входа 6 канала 1 для подачи рабочего тела под действием ротора 15 и крыльчатки 10; а перед перемычкой имеет окно второго выхода 8 канала 1, которое присутствует, к примеру, при выполнении функции регулируемого по своей производительности за один оборот насоса или автотрансформатора давления, поэтому окно второго выхода 8 канала 1 может быть входом потребителя энергии импульса в виде двигателя, аккумулятора энергии или вещества.

Изобретение допускает возможности множества вариаций конструкции. Так тип насоса может быть практически любой, количество и расположение каналов 1 и секций насоса или различного типа насосов не ограничено, длина L окна 4 также не ограничена и может иметь различную форму, в том числе и форму спирали.

Насосы, канал 1, область всасывания канала и область нагнетания заполнены рабочим телом 9.

При выполнении, к примеру, функции насоса гидротарана, получающеого энергию от течения реки, клапан может быть заменен перегородкой, а выход трубы заменен окном, движущимся при каждом цикле от начала до конца этой трубы.

При выполнении, к примеру, функции вариатора (Фигура 1) в транспортном средстве каналов 1-3 единицы ротор 15, крыльчатка 10 и вращающиеся стенки 3 связаны с валом двигателя 11, а корпус насоса и каналы 1 - с валом потребителя 12.

В режиме:

Нейтральной передачи - ротор 15 работает вхолостую.

Разгона - рабочее тело 9 движется по замкнутому кольцу, проходя поочередно через ротор 15, крыльчатку 10, окна входа 6, каналы 1, окна выхода 4.

Стенки 3 вращаются вместе с валом двигателя, а значит движутся окна 4 по длине от начала до конца каналов 1. В период нахождения окна 4 напротив окна 6, т.е. в начале канала, рабочее тело с окна 6 сразу попадает в окно 4 и масса рабочего тела, получающего ускорение по длине канала 1, равна нулю.

По мере движения окна 4 от окна 6 до перемычки 2, т.е. до конца канала 1, масса рабочего тела, получающего ускорение в канале 1, возрастает прямо пропорционально этому расстоянию и в период нахождения окна 4 возле перемычки 2 достигает своего максимума. Далее окно 4 закрывается перемычкой 2, движущаяся масса в канале 1 замедляется и весь полученный импульс рабочего тела в канале 1 передается через перемычку в виде крутящего момента только на вал потребителя 12.

Нагрузка на ДВС транспортного средства возрастает прямо пропорционально скорости вращения его вала 11 и не зависит от величины и скорости изменения нагрузки вала потребителя энергии 12. В связи с этим конструкция позволяет добиться оптимальной величины этой нагрузки при любой скорости вращения вала 11, с контрольной точкой в режиме наибольшего КПД двигателя.

Прямой передачи - в этот период вал двигателя механически или гидравлически соединен напрямую только с валом потребителя. Насосы и каналы 1 в работе не участвуют.

1. Способ автоматического преобразования энергии, отличающийся тем, что для преобразования энергии рабочего тела в энергию импульса с необходимыми параметрами рабочее тело ускоряют в канале и варьируют по массе от нуля до максимума путем перемещения окна канала, соединенного с выходом от начала до конца этого канала.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее канал, имеющий вид окружности, закрытой перемычкой, с одной стороны по всей длине имеющий вращающуюся от начала до конца канала стенку с отверстием в виде окна, соединенным с выходом, по ходу вращения за перемычкой имеет окно входа канала для подачи рабочего тела под действием ротора и крыльчатки, а перед перемычкой имеет окно второго выхода канала.