ГИДРОДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к устройствам, превращающим один вид энергии в другой и может быть использована в области энергетики, в частности комплексного совместного преобразования гидродинамической энергии и энергии выталкивающей силы жидкости в механическую энергию вращения.
Известен гидродвигатель (см. патент РФ №2046206, F 03 B 9/00, 17/00, БИ №29, 1995 г. с.212), который содержит заполненную жидкостью емкость с размещенными в ней друг над другом двумя колесами, огибаемыми бесконечным элементом с закрепленными на нем колоколообразными сосудами. Гидродвигатель снабжен системой зажигания. Выходной патрубок источника сжатого газа расположен в области нижнего колеса с возможностью подачи газа в сосуды. Направляющие соединяющей колеса рамы расположены вдоль восходящей и нисходящей ветвей бесконечного элемента по бокам от сосудов. Свеча системы зажигания с источником питания размещена в зоне выходного патрубка. Источник питания снабжен клапаном. Сосуды закреплены шарнирно с возможностью поворота. Одна направляющая на восходящей ветви подвижно закреплена на раме. В направляющих на нисходящей ветви выполнен участок, обеспечивающий поворот сосудов.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, низкий КПД, взрывоопасен, т.к. используется газообразное топливо для его работы.
Задача, решаемая полезной моделью, - упрощение конструкции устройства, повышение его КПД и надежности.
Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом устройстве, содержащем заполненную жидкостью емкость с размещенными друг над
другом двумя колесами, огибаемыми бесконечным элементом с закрепленными на нем поплавками согласно полезной модели в гидродвигатель введено дополнительно водотурбинное колесо с кожухом, установленное на опоре и размещенное перед емкостью с жидкостью с возможностью вращения на горизонтальном валу, на котором за ним жестко закреплена четырехлопастная звездочка, огибаемая бесконечным элементом со сферическими, полыми упругими поплавками, кроме того, нижняя часть емкости с жидкостью, вмещающая одновременно не менее трех поплавков, имеет цилиндрическую форму, с диаметром, равным диаметру сферических пустотелых упругих поплавков, на нижней цилиндрической части емкости с жидкостью имеется щелевидное отверстие на расстоянии равном не менее трех радиусов сферического поплавка от днища цилиндрической части емкости, два пневмоклапана, расположенные выше щелевидного отверстия один за другим на боковой поверхности цилиндрической части емкости, к щелевидному отверстию примыкает лоток, идущий от нижней части водотурбинного колеса, в верхней прямоугольной части емкости с жидкостью закреплена водосливная трубка, направленная к водотурбинному колесу, а опора состоит из двух несущих элементов, жестко прикрепленных к прямоугольной части емкости с жидкостью.
Отличительными от прототипа признаками являются:
- введено дополнительно водотурбинное колесо с кожухом, установленное на опоре и расположенное перед емкостью с жидкостью с возможностью вращения на горизонтальном валу;
- опора состоит из двух несущих элементов, жестко прикрепленных к прямоугольной части емкости с жидкостью;
- емкость с жидкостью состоит из верхней прямоугольной части и нижней цилиндрической части;
- диаметр нижней цилиндрической части емкости с жидкостью, вмещающей одновременно не менее трех поплавков, равен диаметру сферических пустотелых упругих поплавков;
- на цилиндрической части емкости расположено щелевидное отверстие на расстоянии, равном не менее трех радиусов сферического пустотелого упругого поплавка от днища цилиндрической части емкости;
- на горизонтальном валу за водотурбинным колесом жестко закреплена четырехлопастная звездочка, огибаемая гибким бесконечным элементом со сферическими пустотелыми упругими поплавками;
- наличие двух пневмоклапанов, размещенных один за другим выше щелевидного отверстия на боковой цилиндрической поверхности емкости с жидкостью;
- наличие лотка для слива жидкости, расположенного между нижней частью водотурбинного колеса и щелевидным отверстием;
- наличие водосливной трубки, закрепленной к верхней прямоугольной части емкости с жидкостью.
Наличие водотурбинного колеса с кожухом, установленного на опоре и расположенного перед емкостью с жидкостью, с возможностью вращения на горизонтальном валу, на котором за ним жестко закреплена четырехлопастная звездочка, огибаемая гибким бесконечным элементом со сферическими пустотелыми упругими поплавками, проходящими снизу вверх через емкость с жидкостью, позволяет увеличить КПД устройства, повысить надежность и упростить его конструкцию.
Устройств с заявляемой совокупностью отличительных признаков в патентной и научно - технической литературе не обнаружено.
Устройство поясняется чертежом, где на фиг.1 показана схема гидродвигателя.
Гидродвигатель содержит емкость с жидкостью 1 с размещенными друг над другом колесами 2 и 3, огибаемые бесконечным элементом 4 со сферическими полыми упругими поплавками 5, водотурбинное колесо 6 с кожухом, закрепленным на опоре (не показана) и размещенное перед
емкостью с жидкостью с возможностью вращения на горизонтальном валу 7, на котором жестко закреплена за водотурбинным колесом четырехлопастная звездочка 8, огибаемая бесконечным элементом с поплавками. В нижней цилиндрической части 9 емкости с жидкостью, вмещающей одновременно не менее трех поплавков, размещено щелевидное отверстие 10 для слива жидкости, лоток 11, идущий от нижней части водотурбинного колеса к щелевидному отверстию, два пневмоклапана 12, 13, расположенные выше щелевидного отверстия на боковой поверхности цилиндрической части емкости, которые стравливают воздух между поплавками, водосливная трубка 14, закрепленная к верхней прямоугольной части емкости с жидкостью, по которой подается жидкость к водотурбинному колесу.
Устройство работает следующим образом.
Вытекающая жидкость, например вода, из емкости 1 через водосливную трубку 14, заливая карманы крыльчатки водотурбинного колеса 6 создает на горизонтальном валу 7 крутящий момент при полном заполнении полуокружности водотурбинного колеса. Вращающаяся вместе с горизонтальным валом 7 четырехлопастная звездочка 8 сообщает движение бесконечному элементу 4 со сферическими полыми упругими поплавками 5 и способствует всплытию сферических поплавков 5, находящихся в емкости с жидкостью. Вода стекает по лотку 11 от водотурбинного колеса в цилиндрическую часть 9 емкости с жидкостью через щелевидное отверстие 10. Вытеканию воды из днища цилиндрической части 9 емкости с жидкостью препятствует гидравлический затвор, образованный звеньями из не менее трех поплавков, выполняющих роль компрессионных колец. Два пневмоклапана 12, 13 стравливают воздух между поплавками. Траектория бесконечного элемента 4 со сферическими пустотелыми упругими поплавками 5 задается верхним 2, нижним 3 колесами, расположенными друг над другом и прикрепленными к емкости с жидкостью, а также четырехлопастной звездочкой 8, жестко закрепленной на горизонтальном валу 7.
Гидродвигатель имеет более простую конструкцию по сравнению с прототипом, выше КПД и в работе надежен. Устройство позволяет комплексно совмещать преобразование гидродинамической энергии и энергии выталкивающей силы жидкости в механическую энергию вращения, с возможным преобразованием ее в электрическую энергию, без затрат каких-либо топливных или иных материальных ресурсов.
Кроме того, для получения механической энергии вращения используется небольшое количество жидкости, которое поступает в водотурбинное колесо, а потом снова возвращается в емкость. Поэтому устройство может широко использоваться в местностях с дефицитом воды, так как при его работе используется малое количество жидкости.
Проведенные расчеты и испытания модели показали, что гидродвигатель позволяет получать усилие на выходном валу до 220 кг при объеме жидкости в емкости около 160 литров.