ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области энергетического машиностроения и может быть использована для привода электрогенераторов, насосов и других машин.
Известные гидравлические двигатели различного типа (ковшовые, радиально-осевые, диагональные) работают за счет использования запасов водной энергии естественных источников рек, водоемов, водопадов, (см. книги Г.И.Кривченко «Насосы и гидротурбины», Москва, Энергия, 1970 г., стр.8-10, 88-92, 138-139, В.М.Черкасский «Насосы, вентиляторы, компрессы», Москва, Энергия, 1979 г., стр.12-13).
Недостаток известных двигателей является то, что их использование ограниченны запасами гидравлической энергией воды - рек, водоемов, водопадов, которые неравномерно распределены как по территории суши, так и во времени и использование для производства электроэнергии как правило, требует организации регулирования речного стока, в связи с чем на реках создаются водохранилища, которые всегда влекут за собой ряд отрицательных изменений (см. книгу В.И.Образнова «Гидроэнергетика». Москва, Энергоиздат, 1981 г., стр 6-9, 260-262).
Известен также гидравлический двигатель (см. патент РФ 2176747, F03-B 17 F03-B 17/02, 2001) имеющий цилиндр, поршень со штоком, установленного по оси цилиндра с зазором между стенкой цилиндра и поршнем, вал, направляющие подшипники работающий за счет возобновляемого источника энергии водяного потока с применением подъемной силы Архимеда.
Недостатком известного двигателя является то, что для его работы требуется наличие естественных водоемов, неравномерное распределение которых ограничивает использование двигателя.
Технической задачей полезной модели является создание гидравлического двигателя работающего без возобновляемого источника энергии водяного потока, на постоянном объеме жидкости, помещенной в цилиндрах рабочего колеса, т.е. использование двигателя в различных климатических условиях, а также с возможностью использования жидкости с большей плотностью.
Поставленная задача достигается тем, что гидравлический двигатель, включающий цилиндры, вал, направляющие подшипники, в цилиндрах поршни со штоками установлены по оси цилиндров с зазором между стенкой цилиндра и поверхностью поршня, дополнительно снабжен рабочим колесом, установленным на валу гидрадвигателя, электродвигателем с пропеллером, траверсой, расположенной на ней постоянными магнитами, при этом цилиндры, заполненные жидкостью, равномерно закреплены относительно друг друга на рабочем колесе, установленного в направляющих подшипниках. Основания цилиндров закрыты крышками, на внешней стороне которых закреплены электромагнитные фиксаторы, на внутренней стороне закреплены перфорированные головки. Внутри каждого цилиндра смонтированы поршни со штоками, выполненные в виде поплавков, состоящих из гильз, на концах которых закреплены эластичные свертывающие диафрагмы, соединенные с перфорирующими головками, позволяющие сохранить центр тяжести жидкости относительно вала при перемещении поплавков. Давление внутри поплавков больше давления создаваемое столбом жидкости Н при вертикальном положении. Полости, образованные стенками цилиндров и поверхностью поплавков заполнены жидкостью, например ртутью. На концах штоков, закрепленных через пластины с гильзами, установлены постоянные магниты, которые взаимодействуют с постоянными магнитами, закрепленными на траверсе, при сближении их одноименных полюсов, подъемной силой Архимеда, поступательное движение поплавков преобразуется во вращательное движение вала. На телескопической штанге, закрепленной на одном из цилиндров, установлен электродвигатель с пропеллером. Погружение поплавков осуществляется поворотом цилиндров от вертикальной оси на 180 градусов моментом силы создаваемой пропеллером. Изменением длины штанги регулируется величина момента силы.
Предложенная полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид двигателя, на фиг.2 разрез А-А цилиндра.
Гидравлический двигатель содержит рабочее колесо 1 (фигура 2), состоящее из цилиндров 2, 3, 4 (фигура 1). Вал 5, установленный в направляющих подшипниках 6, 7. Основания цилиндров закрыты крышками 8, 9, на внешних сторонах которых закреплены электромагнитные фиксаторы 10, 11, на внутренних сторонах закреплены перфорированные головки 12, 13. Внутри каждого цилиндра смонтированы поршни со штоками, выполненные в виде поплавков. На фиг.2 показан поплавок 14, установленный по оси цилиндра с зазором между стенкой цилиндра и поршнем, состоящей из гильзы 15 на концах которой закреплены эластичные свертывающиеся диафрагмы 16, 17 соединенные с перфорирующими головками обеспечивающие сохранение центра тяжести жидкости относительно вала при перемещении поплавка. Давление внутри поплавка больше давления создаваемого столбом жидкости Н при вертикальном положении цилиндра. Полость 18 заполнена жидкостью, например ртутью. На концах штока 19, 20, закрепленного через пластины 21, 22 с гильзой, установлены постоянные магниты 23, 24 взаимодействующие с постоянным магнитом 25, закрепленного на траверсе 26. На телескопической штанге 27, закрепленной на корпусе цилиндра, установлен электродвигатель 28, на валу которого закреплен пропеллер 29. Погружение поплавка 14 осуществляется поворотом цилиндра от вертикальной оси на 180 градусов моментом силы создаваемого пропеллером 29, величина момента силы устанавливается изменением длины штанги.
Гидравлический двигатель работает следующим образом. При включении двигателя 28 рабочее колесо 1 начинает вращаться за счет момента силы создаваемого пропеллером 29, в направлении указанной стрелкой. Поплавок 14 (фиг.2) в начале движения зафиксирован электромагнитным фиксатором 10, находящийся в нижнем положении, при повороте цилиндра на 180 градусов от вертикальной оси за счет момента силы созданного пропеллером, поплавок оказывается в погруженном состоянии и на него действует подъемная сила Архимеда. Постоянный магнит 23 с фиксатором 10 перемещается в верхнее положение и при достижении максимальной верхней точки фиксатор 10 освобождает поплавок 14. При этом, подъемная сила Архимеда перемещает погруженный поплавок 14 с постоянным магнитом 23 закрепленного на штоке 19 цилиндра 2 в сторону постоянного магнита 25 закрепленного на траверсе 26. Взаимодействие магнитных сил одноименных полюсов постоянных магнитов 23, 25 при сближении их подъемной силой Архимеда, создают момент сил относительно вала 5, то есть преобразуют поступательное движение поплавка во вращательное движение вала гидрадвигателя. Эластичные свертывающиеся диафрагмы 16, 17 и перфорируемые головки 12, 13 позволяет сохранить центр тяжести жидкости относительно вала 5 при перемещении поплавка 14. При повороте цилиндра 2 от вертикального положения на 180 градусов поплавок оказывается в погруженном состоянии и цикл повторяется.
По сравнению с известным двигателем, предлагаемый двигатель работает, без возобновляемого источника энергии водяного потока, на постоянном объеме жидкости, помещенной в цилиндрах рабочего колеса с применением подъемной силы Архимеда.