Движитель с меняющимися лопастями
Изобретение относится к областям авиации и судостроения, в частности к конструкциям судовых и воздушных движителей. Движитель содержит распределительный корпус, вал с шестерней для приема вращения от вала отбора мощности или от двигателя внутреннего сгорания. В корпусе на оси свободно сидит центральное коническое колесо, относительно оси которого распределительный корпус вместе с лопастями может поворачиваться. От центрального колеса движение передается по промежуточным валам коническим парам на вал, который установлен в корпусе подшипников, жестко установленном на распределительном корпусе. На валу жестко сидит ротор с попарно расположенными проушинами, направленными внутрь, в отверстиях которых жестко сидят оси, на середине которых жестко установлены центральные секции, а по краям остальные секции свободно. Крайние секции снабжены рычагами с роликом, на корпусе вала жестко сидит диск, на котором жестко, с возможностью регулирования, установлены кулачки. Ролики вместе с рычагами, катясь по кулачкам, поворачивают крайние секции на некоторый угол, а они, в свою очередь, тащат остальные секции. Лопасти состоят из отдельных секций и работают подобно вееру - раскрываются в рабочей фазе и загребают воду или воздух увеличенной площадью. Обеспечивается улучшение маневренности объекта. 8 з.п. ф-лы, 13 ил.
Уровень техники
Автору неизвестны источники научно-технической и патентной информации, содержащей сведения об аналогичных технических решениях, имеющих признаки, сходные с признаками, а также свойства, совпадающие со свойствами заявляемого решения, поэтому можно считать, что оно обладает существенными отличиями, позволяющими при практическом осуществлении создать новые движители с меняющимися лопастями для авиационной и судостроительной промышленности.
Прототипом данного решения выбран патент RU 2667670. С2, 06.07.2016.
Недостатком прототипа, по сравнению с предлагаемым решением, является то, что отсутствует возможность поворота распределительного корпуса вместе с лопастями на 360° и более, а в предлагаемом - есть, что способствует увеличению маневренности водного транспорта и воздушных судов.
В процессе поиска были проанализированы патенты:
РФ 2117603, 25.06.1996
RU 2317225. С2, 20.02.2008
РФ 2369520, 10.10.2009
RU 2516957. С2, 23.02.2010
РФ 2412082, 20.02.2011
РФ 2441806, 10.02.2012
РФ 2469906, 20.12.2013.
Описание изображения
Движитель содержит корпус распределителя, кронштейна с валом с шестерней для получения вращения отвала, отбора мощности, например, от двигателя внутреннего сгорания, в корпусе на оси свободно сидит, например, центральное коническое колесо, относительно оси которого распределительный корпус вместе с лопастями может поворачиваться на некоторый угол или на 360° и более, в зависимости от исполнения. От центрального колеса или от вала отвода мощности движение передается по промежуточным валам коническим парам на вал, который сидит в корпусе подшипников, жестко установленном на корпусе, на конце вала жестко сидит ротор с попарно расположенными подшипниками, направленными во внутрь, в отверстиях которых жестко сидят оси, на середине которых жестко установлены центральные секции, а по краям остальные секции свободно, причем крайние секции снабжены рычагами с роликами. На корпусе вала жестко сидит диск, на котором жестко, с возможностью регулирования, установлены кулачки и ролики, катясь по кулачкам, набегая на выступы и впадины кулачков вместе с рычагами поворачивают крайние секции на некоторый угол, они в свою очередь тащат остальных последовательно. Лопасти состоят из отдельных секций и работают подобно вееру - в рабочей фазе раскрываются и загребают воду или воздух увеличенной площадью, в результате повышается КПД движителя.
Постоянный контакт ролика с кулачком обеспечивается за счет пружины, но в зависимости от назначения движителя, рычаг может быть снабжен дополнительным роликом, движущимся в пазе дополнительного кулачка для исключения отрыва основного ролика. В этом случае нет необходимости в пружине прижимающего ролика к кулачку.
Движитель может быть выполнен работающим на горизонтальной плоскости, когда вал вращающий лопасти расположен вертикально и может быть расположен с двух сторон, продолжением вала и на верхнюю часть корпуса, создавая 4 группы лопастей. На(Фиг. 1) изображен движитель только с нижним расположением лопастей, с двумя группами лопастей, и работающий на вертикальной плоскости, когда вал, вращающий лопасти, расположен горизонтально.
Для поворота распределительного корпуса вместе с лопастями относительно оси центрального колеса предусмотрены тяги, а при применении червячного редуктора для поворота корпуса с лопастями предусмотрена муфта, для исключения попадания влаги в корпус используется гибкая втулка предусмотрен паз для возможности поворота. Вместо вала отбора мощности может быть применен электродвигатель с применением узла изменения скорости выходного вала, на котором сидят лопасти, или без изменения, в этом случае повышается компактность движителя.
При исполнении работы движителя на вертикальной плоскости поворот корпуса распределителя вместе с лопастями может быть осуществлен, например, червячным редуктором, где червячное колесо жестко сидит на оси, жестко установленной на ней корпусом распределителем, поворот корпуса осуществляется через муфту, установленную на червячном валу и связан пультом управления объекта.
На корпусе распределителя с обеих сторон на одной оси жестко установлены корпуса подшипников, а в них валы, связанные между собой муфтой, получающие вращение через центральное колесо, на концах валов жестко установлены роторы, на осях которых установлены секции лопастей с рычагами с роликами, жестко сидящими на крайних секциях, и набегая на выступы кулачка, жестко, с возможность регулирования, сидящего на диске, жестко сидящем на корпусе подшипников, раскрываются подобно вееру и загребают воду или воздух увеличенной площадью и такие движители очень компакты и могут быть установлены на воздушных судах с обеих сторон крыла с приводом с одного источника.
При исполнении работы движителя на горизонтальной плоскости и с возможностью поворота корпуса распределителя вместе с лопастями на 360° и более движение передается от вала отбора мощности через соединительную муфту, приемного вала с центральной шестерней, по коническим парам и соединительным валам-лопастям. Приемный вал сидит на подшипниках в стакане, жестко закрепленном на распределительном корпусе, в свою очередь стакан на подшипниках скольжения установлен в приемном корпусе и жесткона нем установленном диске, на стакане жестко сидит червячное колесо в паре с червяком, связанным через муфту пультом управления. В продольном направлении стакан фиксируется за счет кольца установленного на его буртике, на котором упирается кольцо, установленное на корпусе, а также гайкой на стакане, упирающийся на регулировочное кольцо, установленное на диске.
Движитель, выполненный с возможностью поворота распределительного корпуса, вместе с лопастями намного увеличивает маневренность объекта, на котором он установлен, а также без изменения направления вращения вала отбора мощности произвести задний ход. Движитель с такой возможностью актуален для водного транспорта и для воздушных судов.
Движитель, работающий на вертикальной плоскости и с возможностью поворота корпуса распределителя вместе с лопастями на 360° и более и присоединением объекта по горизонтальной плоскости добавлены корпус, жестко закрепленный на приемном корпусе, в корпусе жестко установлен корпус подшипников с валом, сидящим на нем на подшипниках и с шестерней, жестко сидящей на нем и работающий в паре с коническим колесом. Продольное положение стакана относительно корпуса определяется осями с роликом, жестко закрепленным на стакане, для установки их в корпусе предусмотрены технологические отверстия и настроечные кольца, установленные в корпусе.
С целью улучшения надежности работы движителя на роторе жестко установлены вилки, в проушинах которых по середине на осях свободно качаются рычаги на одном конце, в проушинах на оси свободно сидит основной ролик, катящийся по основному кулачку, жестко, с возможностью регулирования, установленном на диске на оси основного кулачка, например, с наружной стороны устанавливается дополнительный ролик, по необходимости находящийся в пазе дополнительного кулачка в нерабочей фазе.
На другом конце рычага на оси, жестко на нем сидящей, свободно установлены тяги, которые в свою очередь связаны со сферическими шарнирами с рычагами, жестко сидящими на втулках крайних секций, сидящих на подшипниках на оси, жестко закрепленных, например, стопорными шайбами на проушинах ротора и зашплинтованы шплинтами, секции лопастей подпружинены пружинами кручения. «Подтягивание» может быть, например, у оси качания, во втулках крайних секций с торца установлены штифты с амортизатором на другом конце, который входит в паз следующего.
В местах контакта секций, когда они тащат друг друга предусмотрены гибкие прокладки и контакты могут быть в различных местах у втулок у оси качания или на периферии, с боку, с торца.
На самолетах и вертолетах движители могут быть установлены на крыльях снизу и сверху, и одновременно наверху и внизу, а также движители, работающие на горизонтальной или вертикальной плоскостях, или в комбинации, часть работающих на горизонтальной плоскости, часть на вертикальной.
В результате применения движителей на воздушных судах - на самолетах, на вертолетах, на дирижаблях, на летательных аппаратах тарельчатого типа, и водном транспорте, включая подводные лодки, увеличивается маневренность и подвижность и повышается КПД движителя.
На вертолетах лопасти могут быть установлены на центральном валу, где основные поднимающие лопасти и вне, а при установке движителей с обеих сторон крыльев, то они должны называться - МАХО-ВЕРТОЛЕТАМИ.
Описание конструкции «Движитель с меняющимися лопастями»
Движитель содержит корпус распределительный 1, установленный в кронштейне 2, где в подшипниках установлен вал с шестерней 3, которая работает в паре с центральным коническим колесом 4, свободно сидящем на оси 5. Колесо 4 связано с коническими шестернями 6 и 7, жестко сидящими на валах 8 и 9, сидящих на подшипниках 10, на конце вала 8 жестко сидит коническое колесо 11, связанное коническим колесом 12, жестко сидящем на валу 13, сидящем на подшипниках в корпусе подшипников 14, жестко установленном на корпусе 1, на втором конце вала жестко сидит ротор 15, с попарно расположенными проушинами, направленными во внутрь, в отверстиях которых жестко сидят оси 16, на середине которых жестко установлены центральные секции 17, а по краям остальные секции свободно, причем крайние секции снабжены с рычагами с роликами 18 и 19, на корпусе вала жестко сидит диск 20, на котором жестко, с возможностью регулирования, установлены кулачки 21 и 22, кулачки установлены с обеих сторон диска и каждый кулачок работает своим рычагом с роликом.
Для удобства сборки на углах кронштейна имеются пазы и предусмотрены втулки 23 и 24, закрепленные в ушах, для предотвращения попадания влаги в корпус 1 и для возможности поворота предусмотрена гибкая втулка 25, для поворота корпуса 1 предусмотрены тяги 26, направление вращения лопастей обозначены буквами V и W.
При исполнении работы движителя на вертикальной плоскости поворота корпуса распределителя вместе с лопастями может быть осуществлен, например, червячным редуктором, где червячное колесо 27 жестко сидит на оси 28, жестко установленной на ней распределительного корпуса 1, поворот корпуса осуществляется от муфты 29, установленной на червячном валу, связанной с пультом управления. Валы 30 и 31, передающие вращение от центрального колеса лопастям, соединены муфтой 32 и установлены на подшипниках в корпусах подшипников 33 и 34.
При исполнении работы движителя на горизонтальной плоскости и с возможностью поворота корпуса распределителя на 360° и более движение передается от вала отбора мощности через соединительную муфту 35, приемного вала 36 центральной шестерни 37. Приемный вал 36 сидит на подшипниках в стакане 38, жестко закрепленном на распределительном корпусе 1, в свою очередь стакан на подшипниках скольжения 39 и 40 установлен в приемном корпусе 41 и жестко на нем установленном диске 42, на стакане жестко сидит червяное колесо 43, в паре с червяком 44, связанном через муфту 45 пультом управления, в продольном направлении стакан фиксируется за счет кольца 46, установленного на буртике стакана, на котором упирается кольцо 47, установленном на корпусе, а также гайкой 48 на стакане, упирающегося на кольцо 49, установленного на диске 42.
При исполнении работы движителя на вертикальной плоскости и с возможностью поворота корпуса распределителя вместе с лопастями на 360° и более и при соединении объекту по горизонтальной плоскости добавлены: корпус 50, жестко закрепленный на приемном корпусе 41, в корпусе 50 жестко установлены корпус подшипников 51 с валом 52, сидящим на нем на подшипниках и с шестерней 37, жестко сидящей на нем, работающий в паре с коническим колесом 53.
Продольное положение стакана 38 относительно корпуса 41 определяется осями с роликами 54, жестко закрепленными на стакане и для установки их в корпусе предусмотрены технологические отверстия и настроечные кольца 55 и 56, установленные на корпусе.
С целью улучшения надежности работы движителя секции лопастей раскрываются за счет вилки 57, жестко установленной на роторе 15, в проушинах которой посередине на осях 58 качаются свободно рычаги 59, на одном конце в проушинах на оси 60 свободно сидит основной ролик 61, катящийся по кулачку 62, жестко, с возможностью регулирования, установленной на диске 63, на оси 60 установлен еще дополнительный ролик 64, находящийся в пазе дополнительного кулачка 65 в нерабочей фазе. На другом конце рычага на оси 66 свободно установлены тяги 67 и 68, которые в свою очередь связаны через сферический шарнир 69 с рычагами 70 и 71, жестко сидящими на втулках 72 и 73, крайних секций, сидящих на осях 16 на подшипниках 74, ось 16 застопорена в роторе 15 стопорной шайбой 75 зашплинтована шплинтом 76, секции подпружинены пружинами 77. Подтягивание секции может быть, например, у оси 16 во втулках в одних секциях установлены штифты 78 с гибкой втулкой 79, у других пазы, куда входит штифт с втулкой и тащит или подтягивает секции лопастей, для чего предусмотрены амортизирующие прокладки 80 в местах контакта, при необходимости рычаг может быть подпружинен пружиной 81.
Пояснение чертежей
Изобретение поясняется чертежами, где:
На Фиг. 1 - изображен общий вид движитель работающего на горизонтальной плоскости с частичным вырезом корпуса и ротора для наглядности.
На Фиг. 2 - то же, вид сверху с частичным вырезом кронштейна для наглядности, где направление вращения лопастей обозначены буквами V и W.
На Фиг. 3 - изображен общий вид движителя, работающего на вертикальной плоскости с частичным вырезом корпуса и ротора для наглядности.
На Фиг 4 - то же, вид сверху.
На Фиг. 5 - изображен общий вид движителя, работающего на горизонтальной плоскости, выполненного с возможностью поворота корпуса с лопастями на 360° и более, с вертикальным разрезом узла осуществления поворота.
На Фиг.6 - то же вид сверху.
На Фиг. 7 - изображен не полный вертикальный разрез общего вида движителя, работающего на вертикальной плоскости, выполненного с возможностью поворота на 360° и более, с соединением с объектом в горизонтальной плоскости, для чего добавлены дополнительно корпус и приемный вал с конической шестерней, а также поворот секции лопастей осуществляется за счет рычагов качающегося на оси установленной в проушинах вилки, жестко установленной на роторе, на одном конце рычага находится основной ролик, катящийся по кулачку, другой конец связан с тягами шарнирно, связанными с рычагами, установленными на крайние секции лопастей.
На Фиг. 8 - то же, вид сверху с частичным вырезом корпуса для наглядности.
На Фиг. 9 - то же, Вид А.
На Фиг. 10 - то же, разрез В-В, повернуто.
На Фиг. 11 - то же, разрез Г-Г.
На Фиг. 12 - то же, Вид Д.
На Фиг. 13 - то же, узел I.
1. Движитель содержит распределительный корпус, вал с шестерней для приема вращения от вала отбора мощности, или от двигателя внутреннего сгорания, или от электродвигателя, при этом в корпусе на оси свободно сидит центральное коническое колесо, относительно оси которого распределительный корпус вместе с лопастями может поворачиваться, увеличивая маневренность объекта, от центрального колеса движение передается по промежуточным валам коническим парам на вал, который установлен в корпусе подшипников, жестко установленном на распределительном корпусе, отличающийся тем, что на валу жестко сидит ротор с попарно расположенными проушинами, направленными внутрь, в отверстиях которых жестко сидят оси, на середине которых жестко установлены центральные секции, а по краям остальные секции свободно, причем крайние секции снабжены рычагами с роликом, на корпусе вала жестко сидит диск, на котором жестко, с возможностью регулирования, установлены кулачки и ролики вместе с рычагами, катясь по кулачкам, поворачивают крайние секции на некоторый угол, они, в свою очередь, тащат остальные последовательно, лопасти состоят из отдельных секций и работают подобно вееру - раскрываются в рабочей фазе и загребают воду или воздух увеличенной площадью.
2. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью поворота распределительного корпуса вместе с лопастями на 360° и более относительно оси вала с центральной конической шестерней.
3. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что снабжен дополнительными вилками, жестко установленными на роторе, в проушинах которых на осях свободно установлены посередине рычаги, на одном конце на оси свободно установлены основные ролики, которые, катясь по кулачку, приводят в колебательное движение рычаги, на другом конце рычагов на осях, жестко на нем сидящих, свободно установлены тяги, которые, в свою очередь, связаны сферическими шарнирами с рычагами, жестко установленными на крайние секции лопастей.
4. Движитель по п. 3, отличающийся тем, что рычаги, установленные на крайние секции, расположены на разных сторонах от оси качания.
5. Движитель по п. 3, отличающийся тем, что рычаги выполнены изогнутыми.
6. Движитель по п. 3, отличающийся тем, что рычаг снабжен дополнительным роликом, движущимся в пазе дополнительного кулачка для исключения отрыва основного ролика от кулачка.
7. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что для исключения попадания влаги в корпус предусмотрена гибкая втулка и в корпусе выполнен паз для вала привода для возможности поворота.
8. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью работы на горизонтальной или на вертикальной плоскости.
9. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью приема вращения от электродвигателя с применением узла изменения скорости выходного вала или без изменения, на котором сидят лопасти.
