Пневмоэлектрический лесовоз
Владельцы патента RU 2446960:
Общество с ограниченной ответственностью "Иркутский научно-исследовательский институт лесной промышленности" (RU)
Изобретение относится к автомобильному транспорту, в частности к большегрузным лесовозам. Пневмоэлектрический лесовоз включает выполненные в передней части лесовоза щели (4), сообщенные с всасывающей камерой, к которой присоединено сопло (5), конец (6) которого входит в горизонтально расположенную трубу (7) с вакуумно-нагнетательными насосами (8), присоединенными к аккумулятору и через реле к генератору (11). Горизонтальная труба (7) заканчивается сверхзвуковым соплом (12), присоединенным к пневматической турбине (13), вал которой через муфту (15) и опоры соединен с генератором (11). Генератор (11) через систему управления снабжает напряжением мотор-колеса (3) лесовоза и мотор супермаховика (19), установленного через муфту (17) на валу пневматической турбины (13). На трубе отработанного воздуха турбины установлен вакуумно-нагнетательный насос, создающий разрежение за турбиной, увеличивающий скорость прохождения воздушной массы через турбину и напором выбрасывающий отработанный воздух в атмосферу. Нагревательные приборы осуществляют очистку воздушной массы. Изобретение обеспечивает экологическую чистоту. 3 ил., 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к автомобильному транспорту, в частности к большегрузным лесовозам.
Уровень техники
Авторам известны лесовозные автопоезда на базе автомобилей КрАЗ, МАЗ, ЗИЛ, УРАЛ, КамАЗ (см. Барановский В.Н., Некрасов P.M. Системы машин для лесозаготовок. - М.: Лесная промышленность, 1977. - 248 с.), которые успешно работают как на вывозке хлыстов, так и сортиментов из лесосеки к местам переработки древесины.
Все эти лесовозы имеют двигатели внутреннего сгорания, работающие на дизельном топливе или бензине, трансмиссию передачи крутящего момента на колеса и устроены так, что могут перемещаться как по дорогам общего пользования, так и по специальным лесовозным дорогам круглогодового действия.
Общее устройство автомобиля с двигателем внутреннего сгорания и механической трансмиссией приведено в книге (см. Михайловский Е.В. и др. Устройство автомобиля. - М.: Машиностроение, 1987. - 352 с.).
Недостатком, общим для всех автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, является то, что постоянно требуются дизельное или бензиновое топливо и соответствующие масла для работы поршневого двигателя с картером. Кроме того, вся механическая группа, как двигателя, так и трансмиссии, подвержена быстрому износу, имеет незначительный коэффициент полезного действия.
Авторам также известен электромобиль, у которого для привода ведущих колес используется электрическая энергия, получаемая от химического источника (см. Щетина В.А. и др. Электромобиль. - Л.: Машиностроение, 1987. - 253 с.).
Основным недостатком таких электромобилей является отсутствие достаточно мощных, малой массы и небольшой стоимости аккумуляторных батарей, которые могли бы приводить во вращение колеса грузовых автомобилей достаточной грузоподъемности. Малая энергоемкость батарей ограничивает дальность пробега автомобиля и его максимальную скорость. Практически для лесовозных автомобилей большой грузоподъемности электромобили, работающие на аккумуляторных батареях различного типа, не пригодны.
Авторам известен прототип - патент РФ №2387871 «Ветроэнергетическая установка», которая содержит основной и вспомогательный ветроприемники, корпусы которых опираются на подшипниковый узел и устанавливаются по ветру с флюгером, а в вертикальной трубе установлен сетчатый сепаратор для отделения воды и снега от воздушной массы, а далее в вертикальной трубе установлены всасывающе-нагнетательные насосы, которые подготавливают воздушную массу по температуре, давлению и скорости перемещения для воздушной турбины, ось которой соединена с генератором, который имеет электрическую сеть, связанную с всасывающе-нагнетательными насосами, которые параллельно через коробки и адаптеры соединены с аккумулятором, который используется для первоначального пуска ветроэнергетической установки.
Однако такую установку можно применить только в стационарном исполнении, ее приемники воздушной струи не приспособлены для применения в качестве мобильной установки, которая может быть установлена на лесовозном автомобиле большой грузоподъемности с учетом экологически чистой работы лесовозного автомобиля.
Раскрытие изобретения
Предложен пневмоэлектрический лесовоз, в передней части которого установлены щели, соединенные с всасывающей камерой, к которой присоединено сопло, а его конец входит в горизонтально расположенную трубу с вакуумно-нагнетательными насосами, присоединенными к аккумулятору и через реле к работающему генератору, а горизонтальная труба заканчивается сверхзвуковым соплом, присоединенным к пневматической турбине, вал которой через муфты и опоры соединен с генератором, который через систему управления снабжает необходимым напряжением мотор-колеса лесовоза и мотор супермаховика, установленного через муфту на валу пневматической турбины, а на трубе отработанного воздуха турбины установлен вакуумно-нагнетательный насос, создающий разрежение за турбиной и увеличивающий скорость прохождения воздушной массы через турбину и напором выбрасывающий отработанный воздух в атмосферу.
Наличие таких отличительных признаков от прототипа позволяет сделать вывод, что предлагаемое техническое решение обладает существенной новизной.
Для доказательства соответствия предлагаемого пневмоэлектрического лесовоза критерию существенного отличия было проведено сравнение основных признаков с прототипом - патентом РФ №2387871 «Ветроэнергетическая установка». В результате было установлено, что горизонтальная труба со щелями и всасывающей камерой через сверхзвуковое сопло и вакуумно-нагнетательные насосы организует требуемый для турбины воздушный поток, который вращает генератор, и тот передает напряжение на мотор-колеса лесовоза.
Технический результат, дающий положительный эффект по сравнению с прототипом, определяется свойствами и показателями, приведенными в табл.1.
| Таблица 1 | ||
| Сравнение основных признаков прототипа и предлагаемого изобретения | ||
| Свойства и другие показатели | Заявляемый пневмоэлектрический лесовоз | Прототип - патент РФ №2387871 |
| Приемник ветровой энергии | Горизонтальная труба со щелями и всасывающей камерой | Ветроприемник с вертикальной трубой |
| Ускорители потока воздуха по трубе | Сверхзвуковое сопло и вакуумно-нагнетательные насосы | Вакуумно-нагнетательные насосы |
| Энергетические механизмы на оси турбины | Генератор и маховик | Генератор |
| Тип ветроэнергетической установки | Мобильная | Стационарная |
| Наличие очистки воздушной массы | Электроэнергетические нагревательные приборы | Сетчатый сепаратор |
| Давление воздушной массы | Подготавливается сверхзвуковым соплом и вакуумно-нагнетательными насосами на входе и выходе из турбины | Подготавливается всасывающе-напорными насосами перед турбиной |
| Увеличение мощности в пиковые моменты | Маховик | Нет |
Анализ данных табл.1 показывает, что заявляемый пневмоэлектрический лесовоз может быть реализован с учетом приведенных отличительных признаков.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана конструктивная схема пневмоэлектрического лесовоза, вид сверху.
На фиг.2 показан пневмоэлектрический лесовоз, вид сбоку.
На фиг.3 показан пневмоэлектрический лесовоз, вид спереди.
Осуществление изобретения
Пневмоэлектрический лесовоз состоит из шасси (1) с кабиной (2) и мотор-колесами (3), в передней части шасси установлены щели (4), которые присоединены к всасывающему соплу (5), конец (6) которого конструктивно соединен с горизонтальной трубой (7), а на трубе установлены вакуумно-нагнетательные насосы (8), которые через реле (9) присоединены к аккумуляторной батарее (10) и к генератору (11), в конце горизонтальная труба имеет сверхзвуковое сопло (12), которое обеспечивает работу пневматической турбины (13), вал (14) которой через муфту (15) соединен с генератором (11), который по системе (16) снабжает необходимым напряжением мотор-колеса (3), с другой стороны пневмотурбины через муфту (17) и вал (18) установлен супермаховик (19), а на трубе (20) пневматической турбины, через которую отработанный воздух выбрасывается в атмосферу, установлен вакуумно-нагнетательный насос (21), создающий разрежение за пневматической турбиной с целью увеличения скорости вращения турбины.
Работает пневмоэлектрический лесовоз следующим образом.
Оператор из кабины (2) через аккумуляторную батарею (10) включает вакуумно-нагнетательные насосы (8), которые через всасывающие щели (4), сопло (5) и конец (6) втягивают воздушную массу в горизонтальную трубу (7) и путем нагнетания в ней давления и скорости движения воздуха через сверхзвуковое сопло (12) подготовленный воздушный поток передают на пневматическую турбину (13), которая соединена через муфту (15) с генератором (11), а тот вырабатывает требуемое напряжение и, когда оно достигает необходимой мощности, через систему управления (16) с помощью реле (9) отключает аккумулятор (10), и питание вакуумно-нагнетательных насосов (8) и мотор-колес (3) осуществляется от работающего генератора (11), а весь воздушный поток от турбины (13) через трубу (20) с помощью вакуумно-нагнетательного насоса (21) выбрасывается в атмосферу. Оператор управляет скоростью вращения пневматической турбины (13), а генератор (11) подает требуемые мощности на мотор-колеса (3), и начинается движение пневмоэлектрического лесовоза, причем система управления колесами такая же, как в электромобиле. Для увеличения мощности пневматической турбины в нужный момент включается муфта (17) и через вал (18) супермаховик (19) увеличивает мощность турбины.
Пневмоэлектрический лесовоз, включающий воздушную турбину, трубу, генератор, вакуумно-нагнетательные насосы высокого давления, нагревательные элементы, аккумулятор, электрические сети, датчики давления, отличающийся тем, что в передней части лесовоза установлены щели, соединенные с всасывающей камерой, к которой присоединено сопло, и его конец входит в горизонтально расположенную трубу с вакуумно-нагнетательными насосами, присоединенными к аккумулятору и через реле к работающему генератору, а горизонтальная труба заканчивается сверхзвуковым соплом, присоединенным к пневматической турбине, вал которой через муфты и опоры соединен с генератором, который через систему управления снабжает необходимым напряжением мотор-колеса лесовоза и мотор супермаховика, установленного через муфту на валу пневматической турбины, а на трубе отработанного воздуха турбины установлен вакуумно-нагнетательный насос, создающий разрежение за турбиной и увеличивающий скорость прохождения воздушной массы через турбину и напором выбрасывающий отработанный воздух в атмосферу.
