двигатель

Формула изобретения

1. Двигатель, содержащий корпус, по крайней мере, один полый трубчатый элемент, установленный в корпусе с возможностью изменения своих геометрических размеров в зависимости от давления поступающего в его полость рабочего тела, подвижный элемент, соединенный с полым трубчатым элементом с возможностью движения при изменении геометрических размеров полого трубчатого элемента, систему подачи рабочего тела, герметично соединенную трубопроводом с внутренней полостью полого трубчатого элемента, выпускной клапан, срабатывающий от нажатия при изменении геометрических размеров полого элемента, который размещен в подвижном элементе или в корпусе, отличающийся тем, что корпус выполнен разъемным, внутри полого элемента расположен упор для закрытия выпускного клапана, а также для уменьшения объема внутренней полости полого трубчатого элемента, при этом имеется упругий элемент, который постоянно работает на открытие клапана, а также одновременно служит для плавного, безударного закрытия выпускного клапана.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что трубчатый полый элемент изготовлен в виде пружины, например гофрированной, змеевика или спирали, при этом трубчатый полый элемент изготовлен из металла, металлического сплава или диэлектрика.

3. Двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что имеется регулировочный упор для регулирования величины рабочего хода подвижного элемента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к энергетике, а именно к машинам для преобразования энергии рабочего тела /газ, пар, жидкость/ в механическую работу.

Наиболее близким к изобретению является двигатель, содержащий корпус, по крайней мере, один полый трубчатый элемент, установленный в корпусе с возможностью изменения своих геометрических размеров в зависимости от давления поступающего в его полость рабочего тела, подвижный элемент, соединенный с полым трубчатым элементом с возможностью движения при изменении геометрических размеров полого трубчатого элемента, систему подачи рабочего тела, герметично соединенную трубопроводом с внутренней полостью полого трубчатого элемента, выпускной клапан, срабатывающий от нажатия при изменении геометрических размеров полого элемента, который размещен в подвижном элементе или в корпусе (RU 2268367 С1, 20.01.2006, F01B 29/08). Данный двигатель принят за прототип.

Недостатком двигателя является сложность конструкции, наличие более одного упругого элемента, а также большой внутренний объем полого трубчатого элемента, что увеличивает время его наполнения рабочим телом, а также отсутствие регулировки величины рабочего хода подвижного элемента, что необходимо, например, на различных скоростях работы двигателя.

Задачей изобретения является создание двигателя с минимальным количеством деталей, обеспечение регулировки рабочего хода подвижного элемента, а также уменьшение объема полого трубчатого элемента.

Поставленная задача решается в двигателе, содержащем корпус, по крайней мере, один полый трубчатый элемент, установленный в корпусе с возможностью изменения своих геометрических размеров в зависимости от давления поступающего в его полость рабочего тела, подвижный элемент, соединенный с полым трубчатым элементом с возможностью движения при изменении геометрических размеров полого трубчатого элемента, систему подачи рабочего тела, герметично соединенную трубопроводом с внутренней полостью полого трубчатого элемента, выпускной клапан, срабатывающий от нажатия при изменении геометрических размеров полого элемента, который размещен в подвижном элементе или в корпусе, согласно изобретению корпус выполнен разъемным, внутри полого элемента расположен упор для закрытия выпускного клапана, а также для уменьшения объема внутренней полости полого трубчатого элемента, при этом имеется упругий элемент, который постоянно работает на открытие клапана, а также одновременно служит для плавного, безударного закрытия выпускного клапана.

Кроме того, трубчатый полый элемент изготовлен в виде пружины, например, гофрированной, змеевика или спирали, при этом трубчатый полый элемент изготовлен из металла, металлического сплава или диэлектрика.

Кроме того, в двигателе имеется регулировочный упор для регулирования величины рабочего хода подвижного элемента.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен продольный разрез двигателя.

Двигатель содержит разъемный корпус 1, установленный в нем трубчатый полый элемент 2, выполненный из металла, металлического сплава или диэлектрика в виде гофрированной пружины и сообщенный трубопроводом 3 с системой подачи рабочего тела /не показана/. В корпусе 1 установлен подвижный элемент 4, соединенный с полым трубчатым элементом 2 с возможностью движения при изменении геометрических размеров полого элемента 2. Подвижный элемент 4 выполнен в виде поршня с шатуном 5. Корпус 1, состоящий из двух деталей, соединяется с помощью болтов 6, при этом одновременно между двумя частями корпуса 1 крепится полый элемент 2 и упор 7 для закрытия выпускного клапана 8. В корпусе 1 имеется отверстие 9 для выхода рабочего тела, а также размещен регулировочный упор 10, который может менять свою толщину при неработающем и работающем двигателе. Трубопровод 3 герметично соединен с упором 7. Выпускной клапан 8 имеет нажимную поверхность 11 для открытия и нажимную поверхность 12 для его закрытия. Имеется также упругий элемент 13 в виде пружины, один конец которой соединен с клапаном 8, а другой соединен с подвижным элементом 4, при этом упругий элемент 13 постоянно работает на открытие клапана 8. В подвижном элементе 4 имеется посадочная поверхность /или вставка с посадочной поверхностью/ для герметичного закрытия клапана 8. Корпус 1 может иметь цилиндрическую форму, а подвижный элемент может быть выполнен в виде поршня.

Двигатель работает следующим образом.

Из системы подачи рабочего тела /паровой котел, камера сгорания/ через трубопровод 3 рабочее тело поступает во внутреннюю полость полого трубчатого элемента 2. Под действием давления рабочего тела полый трубчатый элемент 2 увеличивает свои размеры - гофрированная пружина расширяется /вверх/. При этом подвижный элемент, соединенный с полым элементом 2, начинает перемещаться вверх вместе с шатуном 5, совершая полезную работу. Упругий элемент 13 работает на открытие клапана 8, но клапан не открывается, т.к. давление рабочего тела внутри полого элемента 2 удерживает клапан 8 в закрытом положении. Перемещение подвижного элемента 4 вверх происходит до тех пор, пока нажимная поверхность 11 клапана 8 не дойдет до регулировочного упора 10. В этот момент происходит открытие клапана 8 от нажатия, после чего давление во внутренней полости полого элемента 2 падает и за счет своей упругой деформации полый элемент 2 вместе с подвижным элементом 4 и шатуном 5 совершает обратное движение, совершая дополнительную работу, при этом клапан 8 остается открытым при помощи упругого элемента 13. В определенный момент, при возвращении упругого элемента в исходное положение, нажимная поверхность 12 упирается в упор 7 для закрытия клапана 8, при этом подвижный элемент 4, продолжая движение вниз, закрывает клапан 8, преодолевая сопротивление упругого элемента 13, т.к. сила упругой деформации полого элемента 2 намного больше, чем сила упругого элемента 13. После закрытия клапана 8 давление во внутренней полости полого трубчатого элемента 2 начинает повышаться, и цикл повторяется снова.

Таким образом, двигатель на входе имеет отверстие для подачи рабочего тела, а на выходе - элемент, совершающий работу.

Предлагаемый двигатель не требует смазки и охлаждения. Кроме того, его достоинствами являются бесшумность, отсутствие вибрации, малый вес, низкая себестоимость.