Все выпуски  

Эксцентриковый шатун – новое слово в технике


Энергетика и промышленность России - избранные материалы.
ВЫПУСК 205.


Эксцентриковый шатун – новое слово в технике

Российский патент № 2I78I06, выданный автору статьи, рассказывает об изобретении «Эксцентриковый шатун». Суть изобретения – в замене коленчатого вала прямым цельным цилиндрическим валом, при этом вместо колена коленчатого вала применен диск-эксцентрик, жестко закрепленный на прямом цилиндрическом валу. На наружный диаметр диска-эксцентрика насажены средства качения, шарнирно взаимосвязанные со звеном шатуна.

Эксцентриковый шатун, по мнению автора, эффективнейшим образом повлияет на развитие техники в XXI веке. Он может применяться на современных двигателях внутреннего сгорания, движителях, прессах, металлорежущих или других станках и устройствах. При этом – придавая им новые функциональные возможности, повышая КПД, увеличивая в несколько раз их мощность и уменьшая расход топлива или электроэнергии.



Миллион возможностей

Эксцентриковый шатун дает возможность создания новых высокоэффективных машин и устройств. К числу таких устройств, например, относится такой новый вид вертикального транспорта, как механическая лестница для подъема и спуска, защищенная пятью авторскими свидетельствами и призванная заменить лифты, эскалаторы и приспособления для поднятия грузов. Лестница бесшумна и безопасна, потребляет электроэнергии в несколько раз меньше, чем самый дешевый лифт. Ее несложно производить и эксплуатировать.

В статическом положении механическая лестница представляет собой обычную стационарную лестницу, подобно той, которая размещена в каждом подъезде многоэтажного дома рядом с лифтом. Но стоит на нее встать человеку – и ступени начинают бежать. Визуально бегут все ступени, но на самом деле одни из них подвижные, другие неподвижные. Они закреплены на подвижных маршевых рамах, каждая из которых взаимно уравновешена по принципу весов. Обязательное условие для работы лестницы – два потока пассажиров. Один поднимается, другой спускается. Потоки как бы работают друг на друга: спускающиеся люди (или грузы) поднимают тех, кто желает взобраться наверх.

Лестничная клетка содержит этажные и междуэтажные площадки, лестничные марши между ними, а также четные неподвижные и нечетные подвижные ступени с возможностью их возвратно-вертикального перемещения на высоту одного-двух подступенков по синусоидальному закону.

По конструкции и принципу работы механическая лестница намного проще любого лифта и любого эскалатора. Соответственно – уменьшаются затраты на изготовление, ремонт и обслуживание. Расход электроэнергии уменьшается при этом в 50 раз!

Лестницу можно построить как внутри подъезда многоэтажного здания, так и снаружи – в виде пристроя к подъезду. В результате высвободится площадь, занимаемая на этажах лифтами и стационарными лестницами, – ее можно будет использовать в качестве жилой. В любом городе появится возможность увеличить жилую площадь за короткое время, не нарушая конструкции домов, внедряя одновременно более рациональную и экономически выгодную механизацию подъема и спуска жильцов.

Эксцентриковый шатун можно использовать также в качестве замены кривошипных механизмов в различных двигателях (в том числе и двигателях ДВС), в прессах, в металлорежущих или в других обрабатывающих станках. Это подтверждается теоретическими расчетами.

Если учесть, что во всем мире работают миллионы двигателей и станков, то человечество с внедрением эксцентриковых шатунов получает следующие преимущества:
1) упростятся конструкция техники, технологии ее изготовления, уменьшится стоимость их изготовления и расход материалов при изготовлении названной техники;
2) необходимое число оборотов или движений в единицу времени всех силовых элементов названной техники уменьшится в несколько paз, а мощность при этом увеличится;
3) соответственно уменьшится расход топлива или электроэнергии;
4) уменьшится загазованность атмосферы.



На замену гидротурбинам

Эксцентриковый шатун позволяет изобретать и совершенно новую технику. В числе таких изобретений – разработанная автором статьи гидромашина (патент № 2234617).

До настоящего времени преобразование силы напора воды в механическую или электрическую энергию производится посредством широко применяемых гидротурбин. Гидроэлектростанции, оснащенные гидротурбинами, требуют больших затрат на строительство огромных сооружений в виде высоких плотин и многокилометровых водохранилищ. При этом водой заливаются огромные площади полезной земли. Гидротурбины имеют очень большой расход воды в единицу времени, половина объема воды проходит бесполезно, без преобразования энергии воды.
Изобретенная гидромашина позволяет заменить любые гидротурбины. При этом мощность будет увеличена в несколько раз, а расход воды гидромашиной будет меньше. Гидромашина может быть одноэтажной или многоэтажной в зависимости от высоты плотины. Это поршневое устройство, оно имеет поршни на всех этажах, при этом преобразование энергии воды в механическую или электрическую энергии производится одновременно на всех этажах. Одна сторона машины нагнетает воду, другая – отсасывает ее.

Гидромашина преобразует возвратное вертикально-прямолинейное движение поршней в крутящий момент прямого цилиндрического вала посредством эксцентрикового шатуна. При этом каждые 10 метров высоты воды нагнетающей стороны гидромашины действуют на каждый квадратный метр рабочей площади поршня с силой 10 тонн. На отсасывающей стороне гидромашины на каждый квадратный метр рабочей площади поршня действует сила падающей воды с высоты уровня рабочей площади поршня до уровня нижнего бьефа. К названным силам прибавляется суммарная сила всех поршней, двигающихся вверх, и всех поршней, двигающихся вниз. Все названные силы совпадают по направлению, суммируются в одну общую силу гидромашины, которая, умножаясь на радиус кривошипа, преобразуется в общий крутящий момент прямого цилиндрического вала.

Если, например, в двухтактных двигателях внутреннего сгорания рабочий цикл осуществляется при полном обороте коленчатого вала, а в четырехтактном двигателе – при двух полных оборотах, то в гидромашине при каждом обороте прямого цилиндрического вала осуществляется два суммарных рабочих цикла одновременно.

Известно, что при подводе воды к рабочему колесу гидротурбины только половина всей энергии используется полезно, а другая половина расходуется на потери. При этом четверть всей энергии остается в уходящем потоке воды, другая четверть расходуется на удар при входе в канал. Крутящий момент на валу рабочего колеса гидротурбины создается в основном кинетической энергией потока воды, омывающей рабочие лопасти рабочего колеса с большой скоростью. Потенциальная энергия столба воды высотой от нижнего бьефа НБ до верхнего бьефа не создает полезного крутящего момента, действует вдоль вала рабочего колеса, уменьшая тем самым КПД гидротурбины.

В гидромашине же полностью используется и потенциальная, и кинетическая энергия, а вес упомянутого столба воды воспринимается полностью каркасом и фундаментом гидромашины.

Анатолий КУЗИН


В 206 выпуске читайте: Двигатель с внешним подводом теплоты


С вопросами и предложениями обращайтесь по адресу ep@eprussia.ru


Подписаться на печатную (бумажную) версию газеты "Энергетика и промышленность России" (периодичность - раз в месяц, объем - 44-76 полос формата A3) можно ЗДЕСЬ. Ознакомительный экземпляр высылается бесплатно.


С расценками на размещение рекламы в газете "Энергетика и промышленность России" и на сайте www.eprussia.ru можно ознакомиться ЗДЕСЬ.

 


Открыт книжный магазин

Информационный портал "Энергетика и промышленность России" сообщает об открытии книжного магазина для энергетиков.
Книги продаются без наценки, по цене издательств.

Перейти в магазин»


Доска объявлений

На нашем сайте открыта доска объявлений для предприятий, работающих в промышленно-энергетических отраслях.

Перейти в раздел "Доска объявлений"»


Ваши новости на нашем сайте

Уважаемые господа! Информационный портал Энергетика и промышленность России предоставляет вам новую возможность для своевременного распространения информации о деятельности ваших предприятий!
В разделе сайта "Новости компаний" вы можете САМОСТОЯТЕЛЬНО размещать пресс-релизы ваших компаний.

Подробнее»


Каталог интернет-ресурсов

На нашем сайте действует каталог интернет-сайтов компаний топливно-энергетического комплекса и тяжелой промышленности - EPR-Каталог.

Перейти в каталог»


В избранное