Гидростатический двигатель

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

didpetro

  • Гость
Advertisement
Уважаемые участники форума, позвольте предложить Вам тему с альтернативной энергетики  - гидростатический двигатель. Возникла идея построить действующий гидростатический двигатель (описание и принцип действия для понимания сути идеи выложу ниже), но нужен взгляд со стороны и желательно не один, и критические замечания. Также нужны расчеты движущего элемента и маховика - для примера, чтобы двигатель мог привести в действие электрогенератор мощностью 10квт. В процесе обсуждения будут уточняться детали и все, что непонятно изложено.
Описание двигателя. Гидростатический двигатель состоит из:  двухсекционного  резервуара, заполненого жидкостью -определенной формы и обьема; преобразователей энергии, в состав которых  входят шатуны, рамы возвратно –поступательного движения, цилиндрические катки, эластичные рукава. Над резервуаром розмещен коленчастый вал с массивным маховиком  большого диаметра. 
На боковых стенках каждой секции резервуара, перпендикулярно к оси коленчастого вала, закреплены направляющие движущих рам - конструктивно это две пары пластин установлены с промежутком для свободного движения рамы без люфта. Конструкция рам обоих секций идентичная. Рама изготовлена в форме четыреугольника, в нижней горизонтальной части закреплен движущий пустотелый элемент, вертикальные боковые части и в верхней части перекладина.  Пустотелый элемент состоит из полотна, короба,клапана. Полотно изготовлено из воздушнонепроницаемой ткани и армировано кордовой нитью, натянуто на плоский пустотелый короб. Устроен короб следующим образом: состоит из трех частей-плоской прямоугольной формы  и двух боковин(любой формы-на выбор) связанных между собой в нижней  части каналом.В канале предусмотрено отверстия  для выдавливания воздуха из пустотелого движущего елемента или его заполнение воздухом.В одну из боковин короба установлен перепускной клапан, другая боковина без клапана.Также к боковинам прикреплены вертикальные зубчатые рейки и выступ для крепления еластичного рукава.Размер, форма полотна и короба подбирается по обьему и форме пустотелого элемента.
. Короб пустотелого элемента соединен  гибкими, легкими и крепкими рукавами с коробом  второй секции, в которые вмонтированы аварийные клапаны для выпуска воздуха и  запуска двигателя. Боковые вертикальные части рамы возвратно-поступательного движения устроены из тристоронних зубчатых рейок,( рейки Т-образного профиля, установлены гладкой поверхностью в направляющие рамы) и гидравлических амортизаторов. По длине боковая вертикальная часть (условно) две третих рейка и одна третья амортизатор. Внизу рейка крепится к коробу, а вверху амортизатор к перекладине рамы. Перекладина являет собой крепкий каркас с креплением для нижней головки шатуна, верхняя головка шатуна соединена с кривошипом коленвала.
В верхней части каждой секции резервуара в плоскости рамы установлено по паре катков. Катки - это два резинових цилиндра на тканевой основе, которые наполнены воздухом. По оси проходит вал, который установлен в опорах на подшипниках. Катки смонтированы из зазором для протяжки полотна пустотелого элемента без скольжения, имеют возможность вращаться в одну или другую сторону в зависимости от направления  движения рамы. На концах каждого вала насажено зубчатое колесо, определенного диаметра и количества зубьев. Катки соединены  с рамой, а именно зубчастые  рейки рамы проходят через зубчастые колеса катков.  Описание перепускного клапана и механизма (открыт-закрыт) не даю-не додумал самый простой вариант.
Принцип действия:
В заполнненом жидкостью (вода) резервуаре рама возвратно-поступательного движения первой секции (условно) находится в нижней точке, рама второй секции, в верхней над водой. Движущий пустотелый элемент первой секции наполнен воздухом, движущий пустотелый элемент второй секции - без воздуха. На пустотелый элемент первой секции, согласно закону Архимеда, действует выталкивающая сила, таким образом движущий пустотелый элемент который движется вверх, через раму, давит на шатун- шатун передаст силу на кривошип коленчастого вала  и коленчастый вал с маховиком начнут вращаться.
1) Обьяснение принципа действия катков и клапанов. Когда пустотелый элемент подойдет к каткам, механизм подйома  перепускного клапана откроет клапан. Катки вследствии синхронного вращения (подоб рано соотношение зубьев рейки и зубчастых колес катков) с движением пустотелого элемента протянут(прокатят) полотно через себя (при вращении катки работают как протяжка) и выдавят воздух с пустотелого элемента 1-й секции к пустотелому элементу 2-й секции через боковину без клапана и механизма подйома. При достижении рамы возвратно-поступательного движения верхней точки, механизм подйома клапана – закроет клапан. Когда рама начнет движение к нижней точке - клапан останется закрытым. 2) Для чего нужны амортизаторы. При подходе рамы возвратно-поступательного движения второй секции к нижней точке откроется перепускной клапан первой секции и начнется наполнение воздухом движущего элемента второй секции. При достижении рамы второй секции нижней точки нужна  временная задержка для полного наполнения воздухом движущего элемента. Задержка произойдет за счет сдавливания через перекладину шатуном амортизаторов вертикальних бокових частей рамы. В то же время при подходе движущего элемента первой секции к каткам нужна временная задержка для выдавливания воздуха к пустотелому элементу  второй секции. И в даном случае амортизаторы отыграют свою роль, за счет действия шатуна на перекладину они - растянутся. Чтобы движущий пустотелый элемент 1-й секции не остановился перед катками, а рама возвратно-поступательного движения 2-й секции погрузилась к нижней точке резервуара,движущий елемент наполнился воздухом, нужен маховик большого диаметра и массы.  «Живая сила маховика» (энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и Н.А.
Эфрона) тем больше, чем больше масса, диаметр и скорость вращения. Повторение циклов приведет к выполнению работы двигателем.

Предлагаю рассмотреть это на примере приближенному к реальности, чтоб  было понятно на какой вопрос я хочу получить ответ.

Дано:
1-обьем  секции резервуара -4,5м3

2-обьем движущий елемент -1м3

3-ход  рамы -2м

4-маховик –диаметр 1м,вес-0,5т


---секции резервуара -сечение-1,5м х 1м ,глубина  -3м

----обьем секции где: движущий елемент с воздухом(можно назвать( поплавок) -1м3,
обьем рамы,короба,еластичных рукавов -0,3м3
 


Итого: -1,3м3

----обьем секции где: елемент(поплавок) без воздуха -0,1м3; рама,короб,рукава -0,3 м3

Итого: - 0,4м3
Вывод: на  раму возвратно –поступательного движения,что совершает «рабочий ход» действует сила Архимеда в три раза больше , чем на раму,что погружается к НМТ.

Далее: зависимость характеристик маховика,хода рамы и обьема движущего елемента.

----чем больше ход рамы –увеличивается размер кривошипа

----больший обьем елемента(поплавка) –больше сила Архимеда

Следует вывод: есть прямая зависимость для увеличения крутящего момента(момент силы).  Это плюс.
« Крутящим моментом двигателя называется средний за цикл вращающий момент,передаваемый коленвалом двигателя  на силовую передачу» Но есть и существенный минус. При  увеличении хода рамы,следовательно и глубины резервуара –растет давление воды,падают обороты двигателя. Очевидно,что нужно увеличивать мощность  маховика(диаметр и массу),и задержку елемента для передавливания воздуха от одной секции к другой.

Вопрос: как правильно рассчитать оптимальный вариант подбора размеров резервуара,хода рамы,обьем движущего елемента, скорость  всплытия  движущего елемента (поплавка) , маховика(диаметр,масса,обороты) для преодоления сопротивления електрогенератора мощностью 10 квт.

Оффлайн Flet

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 777
 я еще не разобрался
но вопрос созрел, а чем сие питается.