Пневматическая силовая машина

Авторы патента:


Пневматическая силовая машина
Пневматическая силовая машина

 


Владельцы патента RU 2602022:

ФЭН Сюфу (CN)

Изобретение относится к области силовых агрегатов, в частности к пневмодвигателям. Пневмодвигатель содержит систему подачи давления, систему выдачи мощности, систему возврата в исходное состояние и систему управления. В пневмодвигателе создаются разности давлений между первым устройством для хранения газа, вторым устройством для хранения газа, третьим устройством для хранения газа и атмосферным давлением. Посредством этой разности давлений приводятся в движение поршень и другие узлы, при этом осуществляется преобразование энергии давления в кинетическую энергию. Пневмодвигатель не использует топливо при своей работе, поэтому является экологически чистым и благоприятным для окружающей среды. В пневмодвигателе сокращаются потери энергии и повышается КПД. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

[0001] В этой заявке выдвигаются притязания на приоритет согласно китайской патентной заявке №2013100325992 под названием «PNEUMATIC MOTOR» («ПНЕВМОДВИГАТЕЬ»), поданной в Китайское ведомство интеллектуальной собственности 28 января 2013 года, все описание которой включено сюда посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Данная заявка относится к технической области силовых агрегатов, а в частности - к пневмодвигателю.

Уровень техники

[0003] В настоящее время, двигатель является наиболее известным устройством среди устройств преобразования энергии и имеет широчайший диапазон применения, хотя некоторые другие устройства преобразования энергии такие, как аккумуляторные батареи, тоже оказывают важнейшее влияние на жизнь и работу людей.

[0004] Двигатель - это устройство, предназначенное для преобразования химической энергии, вырабатываемой во время реакции топлива, в кинетическую энергию для механического компонента, и двигатель включает в себя бензиновый двигатель и дизельный двигатель в соответствии с типом топлив. Ниже излагается краткое введение в процесс эксплуатации бензинового двигателя.

[0005] В соответствии с обычной технологией, типичный бензиновый двигатель включает в себя цилиндр, камеру сгорания, поршень и шатун. Поршень герметично расположен внутри цилиндра и герметично сочленен с цилиндром с возможностью скольжения. Цилиндр сообщается с камерой сгорания, а поршень соединен с шатуном. Когда бензин выпускается в камеру сгорания в форме паров и смешивается с воздухом, происходит детонация под действием свечи зажигания, и мгновенно вырабатываются огромная тепловая энергия и потенциальная энергия расширения. Потенциальная энергия расширения приводит шатун бензинового двигателя в движение посредством поршня, чтобы преобразовать потенциальную энергия расширения в кинетическую энергию бензинового двигателя. Поскольку бензиновый двигатель может использовать только потенциальную энергию, вырабатываемую во время детонации, тепловая энергия, вырабатываемая во время детонации, рассеивается посредством теплообмена с воздухом, что вызывает бесполезное растрачивание ресурсов.

[0006] Во время вышеописанного процесса преобразования энергии, поскольку пары бензина заключены внутри камеры сгорания, пространство для свежего воздуха внутри камеры сгорания ограничено, и поэтому не удается обеспечить достаточно кислорода для сгорания паров бензина. Таким образом, неполное сгорание также вызывает бесполезное растрачивание энергии.

[0007] Вдобавок, по мере того как загрязнение окружающей среды и дефицит ресурсов становятся все серьезнее и серьезнее, разработка средств получения экологически чистой энергии стала основным направлением развития энергоресурсов для современного общества. Отходящий газ, испускаемый бензиновым двигателем или дизельным двигателем, является одним из основных загрязнителей при загрязнении воздуха.

[0008] Поэтому вопрос, который безотлагательно должен быть решен специалистами в данной области техники, заключается в разработке экологически чистого силового агрегата с высоким коэффициентом преобразования энергии.

Сущность изобретения

[0009] Техническая задача, решению которой посвящено данное изобретение, состоит в том, чтобы разработать пневмодвигатель, который может преобразовывать давление газа в мощность для выдачи энергии, имеет высокий КПД преобразования энергии и является не загрязняющим.

[0010] Для решения вышеупомянутой технической задачи, в данной заявке предложен пневмодвигатель, который включает в себя систему подачи давления, систему выдачи мощности, систему возврата в исходное состояние и систему управления. Система подачи давления включает в себя первое устройство для хранения газа, а внутри этого устройства для хранения газа предусмотрена гильза поршневого цилиндра и внутри этой гильзы поршневого цилиндра расположен с возможностью перемещения поршень высокого давления, причем этот поршень высокого давления находится в герметическом контакте с внутренней стенкой гильзы поршневого цилиндра, при этом на поршне высокого давления предусмотрен первый приводной шток, выдвигаемый из первого устройства для хранения газа, гильза поршневого цилиндра дополнительно снабжена подсоединяющим поршень компонентом, этот подсоединяющий поршень компонент имеет один конец, вставленный в гильзу поршневого цилиндра и перемещающийся внутри гильзы поршневого цилиндра, причем конфигурация концевого участка этого конца подсоединяющего поршень компонента обеспечивает упор в поршень высокого давления, подсоединяющий поршень компонент имеет другой конец, на котором расположен с возможностью скольжения блокировочно-прижимной соединительный цилиндр, а этот блокировочно-прижимной соединительный цилиндр герметично соединен с подсоединяющим поршень компонентом и сообщается с атмосферой, и на блокировочно-прижимном соединительном цилиндре предусмотрен второй приводной шток, выдвигаемый из первого устройства для хранения газа. Система выдачи мощности включает в себя реверсивное приводное колесо и приводную рейку, конфигурация которой обеспечивает введение в зацепление с реверсивным приводным колесом, причем приводная рейка расположена на первом приводном штоке, а на первом устройстве для хранения газа расположен передаточный вал, выполненный с возможностью однонаправленного вращения. Система возврата в исходное состояние включает в себя второе устройство для хранения газа и третье устройство для хранения газа, причем второе устройство для хранения газа снабжено первой гильзой низкого давления, внутри первой гильзы низкого давления предусмотрен первый поршень низкого давления, и этот первый поршень низкого давления соединен с первым приводным штоком, внутри второй гильзы низкого давления предусмотрен второй поршень низкого давления, и этот второй поршень низкого давления соединен со вторым приводным штоком. Система управления включает в себя однокристальный компьютер интеллектуального управления, рычаг, шарнирно соединенный с первым устройством для хранения газа, который имеет один конец, соединенный с первым приводным штоком, и другой конец, шарнирно соединенный с регулирующим стержнем, причем регулирующий стержень снабжен толкающим стержнем, конфигурация которого обеспечивает упор в блокировочно-прижимной соединительный цилиндр и толчок этого блокировочно-прижимного соединительного цилиндра с тем, чтобы он двигался по направлению к третьему устройству для хранения газа, блокировочный механизм, который расположен на блокировочно-прижимном соединительном цилиндре и конфигурация которого обеспечивает блокировку подсоединяющего поршень компонента с целью фиксации подсоединяющего поршень компонента относительно блокировочного устройства, а также впускной клапан и выпускной клапан, оба расположенные на гильзе поршневого цилиндра, конфигурация которых обеспечивает их управление посредством однокристального компьютера интеллектуального управления с целью их открывания или закрывания.

[0011] В предпочтительном варианте, приводная рейка и первый приводной шток выполнены как единое целое.

[0012] В предпочтительном варианте, в данной заявке дополнительно предусмотрена система пополнения воздуха, причем эта система пополнения воздуха включает в себя четвертое устройство для хранения газа, а это четвертое устройство для хранения газа сообщается с первым устройством для хранения газа.

[0013] В предпочтительном варианте, в данной заявке дополнительно предусмотрен обнаруживающий компонент, конфигурация которого обеспечивает обнаружение давления внутри первого устройства для хранения газа и который соединен с первым устройством для хранения газа.

[0014] В данной заявке предложен пневмодвигатель, и за счет вышеупомянутого конструктивного построения, между первым устройством для хранения газа, вторым устройством для хранения газа, третьим устройством для хранения газа и атмосферой образуются разности давлений, причем эти разности давлений приводят в движение поршень и другие компоненты, вследствие чего происходят преобразование энергии давления в кинетическую энергию и непрерывная выдача энергии. По сравнению с обычным силовым агрегатом, пневмодвигатель в соответствии с данной заявкой не потребляет жидкое топливо для выдачи энергии, поэтому пневмодвигатель в соответствии с данной заявкой является экологически чистым и благоприятным для окружающей среды. Кстати, за счет особого конструктивного построения, давление в первом устройстве для хранения газа можно непрерывно преобразовывать в выдаваемую движущую силу и, если пренебречь потерями энергии, вызываемыми трением между компонентами, то пневмодвигатель в соответствии с данной заявкой может не рассеивать тепло вовне, тем самым значительно снижая потери тепла и повышая КПД преобразования энергии пневмодвигателя в соответствии с данной заявкой.

Краткое описание чертежей

[0015] На фиг. 1 представлен схематический вид, иллюстрирующий структуру системы подачи давления в соответствии с вариантом осуществления данной заявки; и

[0016] на фиг. 2 представлен схематический вид, иллюстрирующий структуру пневмодвигателя в соответствии с вариантом осуществления данной заявки.

[0017] Соответствия между позициями чертежей и названиями компонентов, показанных на фиг. 1-2, являются следующими:

1. Гильза поршневого цилиндра

2. Поршень высокого давления

3. Подсоединяющий поршень элемент

4. Блокировочно-прижимной соединительный цилиндр

5. Реверсивное приводное колесо

6. Первый поршень низкого давления

7. Второй поршень низкого давления

8. Рычаг

9. Регулирующий стержень

10. Блокировочное устройство

11. Впускной клапан

12. Выпускной клапан

a. Первое устройство для хранения газа

b. Второе устройство для хранения газа

с. Третье устройство для хранения газа

d. Четвертое устройство для хранения газа

Подробное описание

[0018] Ниже будет приведено ясное и полное описание технических решений в вариантах осуществления данной заявки, приводимое в связи с чертежами. Очевидно, что описываемые варианты осуществления являются лишь частью вариантов осуществления данной заявки, а не всеми вариантами осуществления. На основании вариантов осуществления, представленных в данной заявке, все остальные варианты осуществления, созданные специалистом в данной области техники без приложения творческих усилий, окажутся в рамках объема притязаний данной заявки.

[0019] Варианты осуществления данной заявки подробно описываются в связи с чертежами.

[0020] Обращаясь к фиг. 1 и 2, отмечаем, что на фиг. 1 представлен схематический вид, иллюстрирующий структуру системы подачи давления в соответствии с вариантом осуществления данной заявки, а на фиг. 2 представлен схематический вид, иллюстрирующий структуру пневмодвигателя в соответствии с вариантом осуществления данной заявки.

[0021] В соответствии с данной заявкой, предложен пневмодвигатель, который включает в себя систему подачи давления, систему выдачи мощности, систему возврата в исходное состояние и систему управления.

[0022] Система подачи давления включает в себя первое устройство «а» для хранения газа. Внутри первого устройства «а» для хранения газа предусмотрена гильза 1 поршневого цилиндра и внутри этой гильзы 1 поршневого цилиндра расположен с возможностью перемещения поршень 2 высокого давления, находящийся в герметическом контакте с внутренней стенкой гильзы 1 поршневого цилиндра. На поршне 2 высокого давления предусмотрен первый приводной шток, выдвигаемый из первого устройства «а» для хранения газа. Гильза 1 поршневого цилиндра снабжена подсоединяющим поршень компонентом 3. Подсоединяющий поршень компонент 3 имеет один конец, выдвигаемый в гильзу 1 поршневого цилиндра и перемещающийся внутри гильзы 1 поршневого цилиндра, причем конфигурация концевого участка этого конца подсоединяющего поршень компонента 3 обеспечивает упор в поршень 2 высокого давления, причем подсоединяющий поршень компонент 3 имеет другой конец, на котором расположен с возможностью скольжения блокировочно-прижимной соединительный цилиндр 4, а этот блокировочно-прижимной соединительный цилиндр 4 соединен с подсоединяющим поршень компонентом 3 и сообщается с атмосферой. На блокировочно-прижимном соединительном цилиндре 4 предусмотрен второй приводной шток, выдвигаемый из первого устройства «а» для хранения газа.

[0023] Система выдачи мощности включает в себя реверсивное приводное колесо 5 и приводную рейку, конфигурация которой обеспечивает введение в зацепление с реверсивным приводным колесом 5. Приводная рейка расположена на первом приводном штоке, а на первом устройстве «а» для хранения газа расположен передаточный вал, который выполнен с возможностью лишь однонаправленного вращения.

[0024] Система возврата в исходное состояние включает в себя второе устройство «b» для хранения газа и третье устройство «с» для хранения газа. Второе устройство «b» для хранения газа снабжено первой гильзой низкого давления, а внутри первой гильзы низкого давления предусмотрен первый поршень 6 низкого давления, соединенный с первым приводным штоком. Внутри второй гильзы низкого давления предусмотрен второй поршень 7 низкого давления, соединенный со вторым приводным штоком.

[0025] Система управления включает в себя однокристальный компьютер интеллектуального управления, рычаг 8, шарнирно соединенный с первым устройством «а» для хранения газа, блокировочный механизм 10, а также впускной клапан 11 и выпускной клапан 12. Рычаг 8 имеет один конец, соединенный с первым приводным штоком, и другой конец, шарнирно соединенный с регулирующим стержнем 9. Регулирующий стержень 9 снабжен толкающим стержнем, конфигурация которого обеспечивает упор в блокировочно-прижимной соединительный цилиндр 4 и толчок этого блокировочно-прижимного соединительного цилиндра 4 с тем, чтобы он двигался по направлению к третьему устройству «с» для хранения газа. На блокировочно-прижимном соединительном цилиндре 4 расположен блокировочный механизм 10, конфигурация которого обеспечивает блокировку подсоединяющего поршень компонента 3 с целью фиксации подсоединяющего поршень компонента 3 относительно блокировочного устройства 10. Впускной клапан 12 и выпускной клапан 12 оба расположены на гильзе 1 поршневого цилиндра и управляются посредством однокристального компьютера интеллектуального управления с целью их открывания или закрывания.

[0026] В системе управления применяется однокристальный компьютер, который имеет логическую функцию и операционную функцию. В однокристальном компьютере хранятся программы управления, которые используются для осуществления операции открывания или закрывания на компонентах, обладающих функциями управления, в соответствии с рабочими условиями пневмодвигателя, соответствующего данной заявке. Поскольку однокристальный компьютер уже широко применяется в областях промышленности, его подробное описание приведено не будет.

[0027] Исходя из вышеупомянутого конструктивного построения конкретный процесс эксплуатации согласно данной заявке описывается следующим образом.

[0028] Система подачи давления обеспечивает энергию давления для эксплуатации предлагаемого силового агрегата и включает в себя одно устройство для хранения газа, которое является первым устройством «а» для хранения газа. В первом устройстве «а» для хранения газа хранится большое количество газа, и этот газ предпочтительно представлен в виде инертного газа, который может иметь устойчивые рабочие характеристики во время рассматриваемого процесса эксплуатации.

[0029] В частности, давление в первое устройстве «а» для хранения газа может быть в восемь раз больше стандартного атмосферного давления.

[0030] Конечно, из соображений стоимости газ, хранящийся в первом устройстве «а» для хранения газа, в данной заявке является очищенным газом. Гильза 1 поршневого цилиндра расположена внутри первого устройства «а» для хранения газа, а внутри гильзы 1 поршневого цилиндра расположен поршень 2 высокого давления. Поршень 2 высокого давления снабжен первым приводным штоком, а первый приводной шток выступает из первого устройства «а» для хранения газа, и для гарантии подвижности поршня 2 высокого давления первое устройство «а» для хранения газа снабжено отверстием для выдвижения первого приводного штока, и это отверстие сообщается с гильзой 1 поршневого цилиндра. Гильза поршневого цилиндра находится в герметическом контакте с поршнем 2 высокого давления, вследствие чего обе концевые поверхности поршня 2 высокого давления подвергаются действию разных давлений, когда поршень 2 высокого давления расположен внутри гильзы 1 поршневого цилиндра, причем одна концевая поверхность подвергается действию давления, в восемь раз превышающего стандартное атмосферное давление и прикладываемого первым устройством «а» для хранения газа, а другая концевая поверхность подвергается действию стандартного атмосферного давления. Поскольку две стороны поршня подвергаются действию разных давлений, поршень 2 высокого давления может выдвигаться наружу (в данном случае направление наружу определяется по отношению к внутренности первого устройства «а» для хранения газа) под действием первого устройства «а» для хранения газа.

[0031] Один конец подсоединяющего поршень компонента 3 вставлен в гильзу 1 поршневого цилиндра, а расположение другого его конца определяется блокировочно-прижимным соединительным цилиндром 4, вследствие чего образуется такая структура, что подсоединяющий поршень компонент 3 получает возможность перемещения относительно гильзы 1 поршневого цилиндра, а блокировочно-прижимной соединительный цилиндр получает возможность перемещения относительно подсоединяющего поршень компонента 3. Два конца подсоединяющего поршень компонента 3 соответственно расположены внутри гильзы 1 поршневого цилиндра и блокировочно-прижимного соединительного цилиндра 4, давление в гильзе 1 поршневого цилиндра является таким же, как давление в первом устройстве «а» для хранения газа, а блокировочно-прижимной соединительный цилиндр 4 сообщается с атмосферой, поэтому давление в блокировочно-прижимном соединительном цилиндре 4 - это атмосферное давление, а на двух концах подсоединяющего поршень компонента 3 создается разность давлений, которая и дает подсоединяющему поршень компоненту 3 возможность двигаться.

[0032] Система выдачи мощности включает в себя реверсивное приводное колесо 5 и приводную рейку, конфигурация которой обеспечивает введение в зацепление с реверсивным приводным колесом 5. Приводная рейка расположена на первом приводном штоке, а на первом устройстве «а» для хранения газа расположен передаточный вал, который может вращаться однонаправленно.

[0033] Первый приводной вал приводится в движение поршнем 2 высокого давления и - между прочим - приводит во вращение реверсивное приводное колесо 5 посредством приводной рейки. Реверсивное приводное колесо 5 может прикладывать к передаточному валу вращающую действующую силу в одном направлении вращения. Когда реверсивное приводное колесо 5 приводит передаточный вал в движение, передаточный вал выдает кинетическую энергию через некоторое внешнее устройство. В случае, если поршень 2 высокого давления толкает первый приводной шток в заранее установленное положение, первый приводной шток отталкивается назад под действием давления второго устройства «b» для хранения газа, и в этом случае первый приводной шток может приводить в действие поршень 2 высокого давления, который оказывается в таком состоянии, что давления на двух его сторонах равны, для возврата в исходное состояние и осуществления следующего движения под действием давления устройства для хранения газа.

[0034] При вышеописанной структуре поршень получает возможность выдвигаться наружу относительно первого устройства для хранения газа, а для гарантии непрерывной работы этого устройства, в данной заявке дополнительно предусмотрена система возврата в исходное состояние.

[0035] Система возврата в исходное состояние включает в себя второе устройство «b» для хранения газа и третье устройство «с» для хранения газа. Второе устройство «b» для хранения газа снабжено первой гильзой низкого давления, а внутри первой гильзы низкого давления предусмотрен первый поршень 6 низкого давления, соединенный с первым приводным штоком. Внутри второй гильзы низкого давления предусмотрен второй поршень 7 низкого давления, соединенный со вторым приводным штоком.

[0036] Во-первых, следует отметить, что гильза 1 поршневого цилиндра снабжена впускным клапаном 11 и выпускным клапаном 12, а для гарантии того, что газ, находящийся в первом устройстве «с» для хранения газа, попадет в гильзу 1 поршневого цилиндра, впускной клапан 11 поддерживается открытым в течение процесса движения поршня наружу, который уравнивает давление газа гильзы 1 поршневого цилиндра с давлением газа первого устройства «а» для хранения газа, а именно давление газа гильзы 1 поршневого цилиндра тоже в восемь раз превышает стандартное атмосферное давление, приводя поршень 2 высокого давления в движение. После того, как поршень 2 высокого давления выдвигается наружу, достигая некоторого предельного положения, впускной клапан 11 закрывается, а выпускной клапан 12 открывается, и это рабочее состояние поддерживается.

[0037] В процессе эксплуатации пневмодвигателя в соответствии с данной заявкой, тепло может вырабатываться за счет трения между компонентами (в соответствии со статистикой экспериментов автора заявки, тепло обычно соответствует температуре в диапазоне от 40 градусов по Цельсию до 60 градусов по Цельсию). Когда первое устройство для хранения газа нагревается (поршень 2 высокого давления расположен внутри гильзы 1 поршневого цилиндра, а тепло, выделяющееся при трении между поршнем 2 высокого давления и гильзой 1 поршневого цилиндра, является основным ресурсом тела), температура газа в первом устройстве «а» для хранения газа увеличивается, что дополнительно увеличивает давление в первом устройстве «а» для хранения газа. Следовательно, хотя в соответствии с данной заявкой энергия может существовать в форме тепловой энергии, тепловая энергия по-прежнему функционирует внутри пневмодвигателя и не может быть рассеяна, что дополнительно повышает КПД преобразования энергии пневмодвигателя. Это также является основным различием между данной заявкой и обычной технологией.

[0038] Когда поршень 2 высокого давления выдвигается наружу в предельное положение, одновременно с ним выдвигается наружу в предельное положение подсоединяющий поршень компонент 3, и в этом состоянии блокировочное устройство 10 размыкается, образуя жесткое соединение между подсоединяющим поршень компонентом 3 и блокировочно-прижимным соединительным цилиндром. Таким образом, давления газа на двух концах узла, образовавшегося путем объединения блокировочного устройства 10 и подсоединяющего поршень компонента 3, оказываются одинаковыми, то есть оба они в восемь раз превышают стандартное атмосферное давление, что делает разность давлений между двумя концами узла нулевой и позволяет поддерживать равновесие на двух концах узла. Второй приводной шток соединен с блокировочно-прижимным соединительным цилиндром, а со вторым приводным штоком соединен второй поршень 7 низкого давления, и поэтому под действием давления третьего устройства «с» для хранения газа блокировочно-прижимной соединительный цилиндр может приводить узел, образованный путем объединения блокировочного устройства 10 и подсоединяющего поршень компонента 3, в движение по направлению к поршню 2 высокого давления, обеспечивая упор подсоединяющего поршень компонента 3 в поршень 2 высокого давления. (В соответствии с вышеизложенным описанием, когда выпускной клапан 12 открыт, газ, находящийся внутри гильзы 1 поршневого цилиндра, выпускается через выпускной клапан 12 в процессе движения подсоединяющего поршень компонента 3 по направлению к поршню 2 высокого давления перед тем, как подсоединяющий поршень компонент 3 упирается в поршень 2 высокого давления.)

[0039] Когда подсоединяющий поршень компонент 3 упирается в поршень 2 высокого давления, блокировочное устройство 10 размыкается, обеспечивая возврат подсоединяющего поршень компонента 3 и блокировочно-прижимного соединительного цилиндра к структуре соединения, в которой подсоединяющим поршень компонент 3 и блокировочно-прижимной соединительный цилиндр соединены с возможностью скольжения. Поскольку блокировочно-прижимной соединительный цилиндр сообщается с атмосферой, узел, образованный подсоединяющим поршень компонентом 3, упирающимся в поршень 2 высокого давления, возвращается в исходное положение под действием давления второго устройства «b» для хранения газа, а затем вступает в следующий рабочий период.

[0040] В варианте осуществления данной заявки, давление газа в первом устройстве «а» для хранения газа в восемь раз превышает стандартное атмосферное давление, давление газа в каждом из второго устройства «b» для хранения газа и третьего устройства «с» для хранения газа в два раза превышает стандартное атмосферное давление, а давление газа в блокировочно-прижимном соединительном цилиндре, сообщающемся с атмосферой, равно стандартному атмосферному давлению.

[0041] Приводная рейка может быть выполнена как единое целое с первым приводным штоком.

[0042] В данной заявке может быть дополнительно предусмотрена система пополнения давления, включающая в себя четвертое устройство «d» для хранения газа, сообщающееся с первым устройством «а» для хранения газа.

[0043] В данной заявке внутри первого устройства «а» для хранения газа может быть предусмотрен обнаруживающий компонент, конфигурация которого обеспечивает обнаружение давления газа, и этот обнаруживающий компонент соединен с первым устройством «а» для хранения газа.

[0044] В вариантах осуществления данной заявки один рабочий период поршня 2 высокого давления включает в себя четыре этапа.

[0045] На первом этапе, в герметичном первом устройстве «а» для хранения газа сохраняют газ высокого давления (имеющий давление, в восемь раз превышающее стандартное атмосферное давление), чтобы сформировать разность давлений между первым устройством «а» для хранения газа и каждым из второго устройства «b» для хранения газа, третьим устройством «с» для хранения газа и окружающей средой снаружи, а кинетическую энергию, вырабатываемую за счет этой разности давлений, используют для того, чтобы толкать поршень 2 высокого давления, приводя его в действие.

[0046] На втором этапе, когда поршень 2 высокого давления вытолкнут в предельное положения (которое представляет собой положение поршня 2 высокого давления, где он упирается во внутреннюю стенку первого устройства «а» для хранения газа) с помощью газа высокого давления, блокировочно-прижимной соединительный цилиндр 4 и подсоединяющий поршень компонент 3 сблокировывают друг с другом, образуя единый узел, вследствие чего давления на двух концах единого узла уравниваются. В этот момент, второй поршень 7 низкого давления толкает блокировочно-прижимной соединительный цилиндр 4 и подсоединяющий поршень компонент 3 по направлению к поршню 2 высокого давления посредством второго приводного штока, обеспечивая упор подсоединяющего поршень компонента 3 в поршень 2 высокого давления.

[0047] На третьем этапе после того, как подсоединяющий поршень компонент 3 упрется в поршень 2 высокого давления, давления на двух концах узла, образованного подсоединяющим поршень компонентом 3 и поршнем 2 высокого давления, равны стандартному атмосферному давлению, а второе устройство «b» для хранения газа толкает первый поршень 6 низкого давления, возвращая подсоединяющий поршень компонент 3 и поршень 2 высокого давления в исходное состояние, когда давления соответствующих частей подсоединяющего поршень компонента 3 и поршня 2 высокого давления равны.

[0048] На четвертом этапе, когда подсоединяющий поршень компонент 3 и поршень 2 высокого давления возвращены в исходно состояние, упругий переключатель, установленный на подсоединяющем поршень компоненте 3, открывает впускной клапан 11, газ высокого давления, находящийся в первом устройстве «а» для хранения газа, попадает в гильзу 1 поршневого цилиндра через впускной клапан 11, отделяя подсоединяющий поршень компонент 3 от поршня 2 высокого давления, и этот газ высокого давления толкает поршень 2 высокого давления для осуществления следующей операции. Вышеописанный процесс повторяют снова и снова, обеспечивая непрерывную выдачу энергии пневмодвигателем.

[0049] Ввиду этого, принцип действия пневмодвигателя можно свести к четырем аспектам. Первым аспектом является использование разности давлений для толкания поршня высокого давления, вторым аспектом является использование блокировочно-прижимного соединительного цилиндра для соединения подсоединяющего поршень компонента с целью перемещения подсоединяющего поршень компонента, третьим аспектом является возврат подсоединяющего поршень компонента и поршня высокого давления в исходное состояние, когда давления на двух концах узла, образованного подсоединяющим поршень компонентом 3 и поршнем 2 высокого давления, уравниваются, а четвертым аспектом является использование силы упругости для отделения подсоединяющего поршень компонента от поршня высокого давления.

[0050] Необходимо отметить следующее.

[0051] 1. Воздух можно сжать, чтобы хранить его.

[0052] 2. Чем больше плотность сжатого воздуха, тем больше сила расширения сжатого воздуха.

[0053] 3. Если объем контейнера для хранения сжатого воздуха не изменяется, то сила расширения тоже не изменяется.

[0054] 4. Воздух имеет функцию аккумулирования энергии.

[0055] 5. Сжатый воздух можно рециркулировать. Структура пневмодвигателя создана на основе вышеуказанных пяти свойств воздуха, а устройство для хранения газа пневмодвигателя представляет собой герметизированный контейнер с постоянным объемом, так что бесполезные потери хранимого воздуха происходить не будут.

[0056] Кроме того, газ высокого давления хранится в четвертом устройстве «d» для хранения газа, и когда давление первого устройства «а» для хранения газа ниже, чем в восемь раз превышающее стандартное атмосферное давление, обнаруживающий компонент системы интеллектуального управления сможет устанавливать возможность пополнения давления и своевременно управлять клапаном пополнения давления четвертого устройства «d» для хранения газа, чтобы пополнить давление. Поскольку масса сжатого воздуха постоянна, сила расширения не изменяется, и это воплощается за счет наличия у воздуха пяти вышеописанных свойств, включая функцию аккумулирования энергии, то есть воздух - это не только среда энергии и материал для выработки энергии, а пневмодвигатель - это силовой агрегат для преобразования давления воздуха в механическую энергию, и только воздух и пневмодвигатель взаимодействуют друг с другом таким образом, что можно воплотить эффекты сжатого воздуха и функции пневмодвигателя. Хотя движение поршня реализуется за счет расширения сжатого воздуха, объем гильзы 1 поршневого цилиндра составляет лишь несколько десятых объема устройства для хранения газа высокого давления, поэтому процесс расширения гильзы 1 поршневого цилиндра мало влияет на общий потенциал энергии сжатого воздуха. Поскольку газ, находящийся в гильзе поршневого цилиндра, уже отведен в устройство «b» для хранения газа высокого давления прежде, чем поршень высокого давления возвращается в исходное состояние, то есть общая масса сжатого воздуха в устройстве для хранения газа высокого давления во время возвратно-поступательного движения поршня не изменяется, пневмодвигатель поэтому может работать непрерывно. Это не противоречит закону сохранения энергии, а как раз доказывает закон сохранения энергии.

[0057] Поскольку пневмодвигатель работает под действием разности давлений, пневмодвигатель может непрерывно работать, пока эта разность давлений существует. Система пневмодвигателя имеет две разности давлений, действующие друг на друга. Первая разность давлений - это разность давлений между механической структурой и окружающей средой снаружи, причем давление сжатого воздуха в устройстве для хранения воздуха высокого давления в восемь раз превышает стандартное атмосферное давление, давление газа в устройстве для хранения газа низкого давления в два раза превышает стандартное атмосферное давление, а давление воздуха в окружающей среде снаружи равно стандартному атмосферному давлению, поэтому и образуется разность давлений между механической структурой и окружающей средой снаружи. Вторая разность давлений - это функциональная разность давлений между компонентами этого устройства; например, площадь поршня 2 высокого давления составляет 50 квадратных сантиметров, а давление сжатого воздуха в устройстве для хранения воздуха высокого давления в восемь раз превышает стандартное атмосферное давление, поэтому движущая сила поршня высокого давления составляет 50×8=400 килограммов-сил. Давление каждого из второго устройства «b» для хранения газа и третьего устройства «с» для хранения газа в два раза превышает стандартное атмосферное давление, а площадь каждого из первого поршня 6 низкого давления и второго поршня 7 низкого давления составляет 28 квадратных сантиметров, поэтому движущая сила, развиваемая первым поршнем 6 низкого давления и вторым поршнем 7 низкого давления составляет 28×2+28×2=112 килограммов-сил. Когда поршень 2 высокого давления толкает первый поршень 6 низкого давления и второй поршень 7 низкого давления, движущая сила 400 килограммов-сил противодействует движущей силе 112 килограммов-сил, и разность между движущими силами составляет 288 килограммов-сил. Когда поршень 2 высокого давления полностью уперт в подсоединяющий поршень компонент 3, а поршень 2 высокого давления и подсоединяющий поршень компонент 3 образуют единое целое, оба конца единого целого, образованного поршнем 2 высокого давления и подсоединяющим поршень компонентом 3 находятся в контакте с окружающей средой снаружи, размеры двух концевых поверхностей единого целого, образованного поршнем 2 высокого давления и подсоединяющим поршень компонентом 3, равны, а давление окружающей среды снаружи равно стандартному атмосферному давлению, поэтому давления на обоих концах единого целого, образованного поршнем 2 высокого давления и подсоединяющим поршень компонентом 3, равны, а сопротивление воздуха при движении поршня 2 высокого давления и подсоединяющего поршень компонента 3 является нулевым, так что между гильзой 1 поршневого цилиндра и единым целым, образованным поршнем 2 высокого давления и подсоединяющим поршень компонентом 3, существует лишь фрикционное сопротивление, и это фрикционное сопротивление составляет приблизительно 2 килограмма-силы. Когда первый поршень 6 низкого давления возвращает поршень 2 высокого давления и подсоединяющим поршень компонентом 3 в исходное состояние, движущая сила величиной 56 килограммов-сил противодействует движущей силе величиной 2 килограмма-силы, а разность между этими движущими силами составляет 54 килограмма-силы. Когда блокировочно-прижимной соединительный цилиндр 4 и подсоединяющий поршень компонент 3 сблокированы друг с другом, обе площади двух концевых поверхностей узла, образованного блокировочно-прижимным соединительным цилиндром 4 и подсоединяющим поршень компонентом 3, составляют по 50 квадратных сантиметров, а давления на обеих концевых поверхностях узла в восемь раз превышают стандартное атмосферное давление, вследствие чего сопротивление воздуха для блокировочно-прижимного соединительного цилиндра 4 и подсоединяющего поршень компонента 3 является нулевым, так что, когда подсоединяющий поршень компонент 3 движется, между этим подсоединяющим поршень компонентом 3 и гильзой 1 поршневого цилиндра существует лишь фрикционное сопротивление, и это фрикционное сопротивление составляет приблизительно 2 килограмма-силы. Когда второй поршень 7 низкого давления толкает блокировочно-прижимной соединительный цилиндр 4 и подсоединяющий поршень компонент 3, вызывая перемещение в гильзу 1 поршневого цилиндра, движущая сила величиной 56 килограммов-сил противодействует движущей силе величиной 2 килограмма-силы, а разность между этими движущими силами составляет 54 килограмма-силы. Следовательно, разность между этими движущими силами пневмодвигателя является постоянной, что обеспечивает непрерывную работу реверсивного приводного колеса, установленного на пневмодвигателе.

[0058] Пневмодвигатель, предложенный посредством данной заявки, подробно описан выше. Принцип и варианты осуществления данной заявки проиллюстрированы в ней посредством конкретных примеров. Вышеизложенное описание примеров предназначено лишь для того, чтобы помочь специалисту в данной области техники понять способ воплощения и существо данной заявки. Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что в рамках принципа данной заявки в нее можно внести несколько усовершенствований и модификаций, а все эти усовершенствования и модификации тоже считаются находящимися в рамках объема притязаний данной заявки, ограниченного формулой изобретения.

1. Пневмодвигатель, содержащий:
систему подачи давления,
при этом система подачи давления включает в себя первое устройство (а) для хранения газа, причем внутри этого устройства (а) для хранения газа предусмотрена гильза (1) поршневого цилиндра и внутри этой гильзы (1) поршневого цилиндра расположен с возможностью перемещения поршень (2) высокого давления, причем этот поршень (2) высокого давления находится в герметическом контакте с внутренней стенкой гильзы (1) поршневого цилиндра, при этом на поршне (2) высокого давления предусмотрен первый приводной шток, выдвигаемый из первого устройства (а) для хранения газа, гильза (1) поршневого цилиндра дополнительно снабжена подсоединяющим поршень компонентом (3), этот подсоединяющий поршень компонент (3) имеет один конец, вставленный в гильзу (1) поршневого цилиндра и перемещающийся внутри гильзы (1) поршневого цилиндра, причем конфигурация концевого участка этого конца подсоединяющего поршень компонента (3) обеспечивает упор в поршень (2) высокого давления, подсоединяющий поршень компонент (3) имеет другой конец, на котором расположен с возможностью скольжения блокировочно-прижимной соединительный цилиндр (4), а этот блокировочно-прижимной соединительный цилиндр (4) герметично соединен с подсоединяющим поршень компонентом (3) и сообщается с атмосферой, и на блокировочно-прижимном соединительном цилиндре (4) предусмотрен второй приводной шток, выдвигаемый из первого устройства (а) для хранения газа;
систему выдачи мощности,
при этом система выдачи мощности включает в себя реверсивное приводное колесо (5) и приводную рейку, конфигурация которой обеспечивает введение в зацепление с реверсивным приводным колесом, причем приводная рейка расположена на первом приводном штоке, а на первом устройстве (а) для хранения газа расположен передаточный вал, выполненный с возможностью однонаправленного вращения;
систему возврата в исходное состояние,
при этом система возврата в исходное состояние содержит второе устройство (b) для хранения газа и третье устройство (c) для хранения газа, причем второе устройство (b) для хранения газа снабжено первой гильзой низкого давления, внутри первой гильзы низкого давления предусмотрен первый поршень (6) низкого давления, и этот первый поршень (6) низкого давления соединен с первым приводным штоком, внутри второй гильзы низкого давления предусмотрен второй поршень (7) низкого давления, и этот второй поршень (7) низкого давления соединен со вторым приводным штоком; и
систему управления,
при этом система управления содержит однокристальный компьютер интеллектуального управления; рычаг (8), шарнирно соединенный с первым устройством (а) для хранения газа, который имеет один конец, соединенный с первым приводным штоком, и другой конец, шарнирно соединенный с регулирующим стержнем (9), причем регулирующий стержень (9) снабжен толкающим стержнем, конфигурация которого обеспечивает упор в блокировочно-прижимной соединительный цилиндр (4) и толкание этого блокировочно-прижимного соединительного цилиндра (4) с тем, чтобы он двигался по направлению к третьему устройству (c) для хранения газа, блокировочный механизм (10), который расположен на блокировочно-прижимном соединительном цилиндре (4) и конфигурация которого обеспечивает блокировку подсоединяющего поршень компонента (3) с целью фиксации подсоединяющего поршень компонента (3) относительно блокировочного устройства (10); а также впускной клапан (11) и выпускной клапан (12), оба расположенные на гильзе (1) поршневого цилиндра, конфигурация которых обеспечивает их управление посредством однокристального компьютера интеллектуального управления с целью их открывания или закрывания.

2. Пневмодвигатель по п. 1, в котором приводная рейка и первый приводной шток выполнены как единое целое.

3. Пневмодвигатель по п. 1, содержащий систему пополнения воздуха, причем эта система пополнения воздуха содержит четвертое устройство (d) для хранения газа, а это четвертое устройство (d) для хранения газа сообщается с первым устройством (а) для хранения газа.

4. Пневмодвигатель по п. 1, дополнительно содержащий обнаруживающий компонент, конфигурация которого обеспечивает обнаружение давления внутри первого устройства (а) для хранения газа и который соединен с первым устройством (а) для хранения газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение в качестве электродвигателя однофазного переменного тока. .

Изобретение относится к машиностроению, конкретнее к технологическим процессам, способам и устройствам, основанным на использовании электрогидравлического эффекта.

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить топливную экономичность двигателей и расширить область их использования. .

Изобретение относится к устройствам для сжигания топлива в двигателях Стирлинга и позволяет повысить их эффективность за счет каталитического окисления топлива. .

Изобретение относится к двигателестроению и преобразованию тепловой энергии в механическую без вредных последствий для окружающей среды. .

Изобретение относится к разделу двигатели и насосы и может быть использовано в транспортных средствах передвижения. .

Двигатель // 2093688
Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к двигателям с циркуляцией рабочего тела по замкнутому циклу, и может быть использовано как в составе стационарных силовых установок, так и для привода транспортных средств.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к пневмодвигателям паровозов. .

Изобретение относится к области гидропневматического привода, в частности, к двигателям объемного вытеснения. .
Наверх