ВЕЕРНЫЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к пневматическим двигателям и может быть использована в качестве привода в машинах и механизмах в различных отраслях промышленности, в частности, приводом движителя транспортного средства.
Известны пневматические двигатели с использованием потенциальной энергии сжатого воздуха с вращательным движением ведущего звена ротационного типа [Зеленецкий С.Б., Рябков Е.Д., Микеров А.Г. «Ротационные пневматические двигатели». Машиностроение ленинградское отд-ние, 1976, стр.9, рис.5.].
Однако такие пневматические двигатели имеют низкий КПД (20%-30%), а при эксплуатации КПД может снижаться даже до 5-15%, они также имеют низкий вращательный момент.
Известны также пневматические двигатели с использованием кинетической энергии сжатого воздуха с вращательным движением ведущего звена турбинного типа, содержащие ведущее звено (крыльчатку), сопло и ось [там же, стр.11]. Эти двигатели непосредственно преобразуют энергию струи сжатого воздуха в механическую работу.
Турбинные пневматические двигатели имеют постоянную нагрузку, большую частоту вращения, но небольшие вращательные моменты.
Целью полезной модели является увеличение вращательного момента.
Эта цель достигается тем, что в веерном пневматическом двигателе, содержащем ведущее звено, сопло и ось, ведущее звено выполнено в виде нескольких веерно расположенных с зазором между собой лопастей в продольном направлении относительно оси вращения, лопасти криволинейно изогнуты в поперечном направлении и образуют полости для воздействия давления воздуха, а ось выполнена полой, причем сопла закреплены на оси радиально, а также количество сопел составляет от 4 до 6, и каждое сопло изогнуто на 80-180° к поперечной оси вращения.
Полезная модель поясняется чертежами фиг.1, фиг.2 где показаны:
на фиг.1 - разрез по продольной оси веерного пневматического двигателя;
на фиг.2 - вид сопла, изогнутого под углом α°.
На фиг.1 изображены следующие элементы: полая ось 1, имеет радиальные резьбовые отверстия, в которые завертывают сопла 2 с возможностью регулировки направления подачи струи воздуха под давлением, относительно рабочей поверхности лопасти 3, конец полой оси снабжен заглушкой 4; на оси 1 при помощи подшипников 5 вращается лопастная крыльчатка 6, набранная по типу веера (лопасть за лопастью);
каждая лопасть крыльчатки 6 криволинейно изогнута, например, по параболе, в следствии чего у каждой лопасти образуется поверхность 3, на которую направляется струя воздуха. При помощи регулировки сопла 2 и «выбора» угла α° наконечника 8 сопла 2 (фиг.2) создается максимальный вращательный момент. Положение крыльчатки 6 на оси устанавливается при помощи втулок 7. Между набранными лопастями по типу «веера» у крыльчатки 6 остаются открытые пространства (перпендикулярно к плоскости чертежа в противоположную сторону от поверхности 3) для выхода отработавшего воздуха.
1
2
3
3
1
2
Полезная модель работает следующим образом: в полость оси 1 подают под давлением P сжатый воздух, который распределяется по соплам 2; все наконечники 8 соплов 2 регулируются таким образом, чтобы струя воздуха воздействовала на криволинейную поверхность 3 каждой лопасти под углом близким 90°, т.е. перпендикулярно. Воздух, поступающий под давлением Р из наконечника 8 сопла 2, обладает кинетической энергией, которая преобразуется на крыльчатке 6 в виде сил P, воздействующих на все поверхности 3 криволинейных (например, параболических) лопастей равномерно по всем направлениям. Результирующие силы Р действуют на поверхность 3 лопасти и создают реактивные силы R вращения крыльчатки 6. Однако, реактивные силы R при взаимодействии с крыльчаткой разлагаются на две составляющие: 1) перпендикулярно к поверхности крыльчатки R и 2) вдоль поверхности крыльчатки R. На выходе из крыльчатки воздух создает реактивный момент, который заставляет вращаться крыльчатку. Так как площадь воздействия реактивных сил R лопаток крыльчатки 6 в несколько раз превышает площадь лопаток аналога и прототипа (турбинного и ротационного типа двигателя), с учетом их исполнения в одном масштабе, то увеличение реактивного момента может достигнуть в несколько раз.
Положительный эффект веерного пневматического двигателя получается за счет максимально увеличенной площади воздействия давления струи сжатого воздуха по перпендикуляру к криволинейной поверхности лопасти и тем самым увеличивает вращательный момент такого устройства.
Вращательный момент на крыльчатке (ведущее звено) можно реализовать в качестве привода, соединив ведомое звено (шестерню, звездочку, колесо и т.д.) с ведущим звеном (крыльчаткой), разъемным или не разъемным соединением в машинах и механизмах в различных отраслях промышленности, в частности, в приводе движителя транспортного средства, например диск колеса автомобиля болтами или шпильками крепится к ведущему звену (крыльчатке).