Облает те{хники

Передача флюидного давления представляет собой устройство, которое может служить источнико|м направленной движущей силы, управляемой по направлению и интенсивнЬстью, для транспортных целей и для генерации энергии в любой флюидной среде под Давлением.

Состояний техники

Существование таких устройств в настоящее время неизвестно.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, служащего источником направленной движущей силы, управляемой по направлению и интенсивностью, для транспортных целей и для генерации энергии в любой флюидной среде под давлением.

Задача достигается с помощью устройства, состоящего из следующих элементов:

- один или несколько приводные модули с передним, задним, верхним, нижним, и боковым стороны;

- на передней стороне и/или на одной из верхней, нижней и боковых сторон находятся герметичные гипобарические камеры, которые соединены посредством воздуховодов с устройством для контроля их внутреннего давления, внутреннего или внешнего;

- каждая гйпобарическая камера имеет свободно висящую мембранную стенку;

- в каждой гипобарической камере находится поршень, расположенный спереди ее мембранной стенки;

- поршень состоит из головки поршня и один или больше штоки поршня;

- каждый ; поршневой шток может перемещаться линейно через канал поршня, и прикреплец к одному концу одним или больше гибкого средства крепления, такого как канат, ремень, цепь или лента;

- между головкой поршня и положением прикрепления гибкого средства крепления к штоку порЩня расположена неподвижная опора;

- гибкое средство крепления проходит через неподвижную опору и фиксируется на задной стороне к встроеного крепежа, такого как зажима; - в другом варианте осуществления один или несколько приводных модулей расположены на роторе, вращающемся на поперечной оси;

- в другом варианте осуществления один или несколько приводных модулей установлены на вращающейся моторизованной подставке, на поперечной оси управление, и с дополнительной оси управления, параллельной плоскости вращения подставки| ^п Р ^ичем каждая из двух осей управления имеет угол поворота 360°;

- в другом варианте осуществления одна или несколько пар приводных модулей расположены на параллельных поперечных осях управления, прикрепленных к общей раме;

- в другом варианте осуществления один или несколько приводных модулей расположёны в водной среде;

- в другом варианте осуществления один или несколько приводных модулей расположены в гипербарической камере, подверженной воздействию внешнего механического давления;

- в другом варианте осуществления один или несколько приводных модулей расположены в гипербарической камере, заполненной феррофлюида, которая подвергается воздействию магнитного поля постоянными магнитами или электромагнитами.

Описание: фигур

Фиг Л - продольный разрез приводного модуля с одной герметичной гипобарической камерой с компрессором для управления его внутренним давлением, мембранной стенки, поршнем в канале поршня, и с двумя стальными канатами с фиксированными опорами, жестко скрепленными к встроенными зажимами.

Фиг.2 - вид сверху устройства с тремя приводными модулями, встроенными в горизонтальный ротор с вертикальной осью в гидравлической камере с поршнем.

Фиг.З - вид сверху устройства с двумя приводными модулями, установленными на вращающихся моторизованных стойках с дополнительными горизонтальными осями управления, расположенными в гипербарической камере. Фиг.4 - вид сверху устройства с тремя приводными модулями, встроенными в горизонтальный ротор с вертикальной осью в гипербарической камере с феррофлюида, подверженной воздействию магнитных полей.

Примеры реализации

Один пример устройства по настоящему изобретению показан на фиг.1. Устройство состоит из! следующих элементов:

- приводной модуль (1) с передней стороной (2), задней стороной (3), верхней стороной (4), нижней стороной (5) и боковыми сторонами (6);

- на верхней стороне (4) имеется герметичная гипобарическая камера (7), соединенная посредством воздуховода (8) с компрессором (9) для контролируемого снижения и повышения его внутреннего давления;

- гипобарическая камера (7) имеет наружную свободно висящую мембранную стенку

(10);

- в гипобарической камере (7) перед ее мембранной стенкой (10) расположен поршень (11), который содержит головку поршня (12) и шток поршня (13);

- шток поршня (13) может перемещаться линейно через канал поршня (14);

- в своей Нижней части шток поршня (13) прикреплен к одному концу двух стальных канатов (15);

- канаты (15) изогнуты на неподвижных опорах (16), которые находятся ближе к головке поршня (12), т.е. вверх от их точки прикрепления к штоку поршня (13), а затем спускаются к нижней стороне (5), где они жестко прикреплены к встроенными зажимами (17).

При работе устройства, первоначально давление в гипобарической камере (7) равно внешнему атмосферному давлению, а приводной модуль (1) находится в состоянии покоя. Затем компрессор (9) включается и начинает снижать внутреннее давление в гипобарической камере (7). В этом случае мембранная стенка (10) начинает давить на давление, пропорциональное разности двух давлений, и начинает сжиматься внутрь, пока не прилипнет к головке поршня (12). Головка поршня (12) и шток поршня (13) передают |цавление через канал поршня (14) на один конец канатов (15). Затем канаты (15) натягиваются с силой, равной их передаваемому давлению, и, в свою очередь, оказывают эту силу на опоры (16) - в направлении вниз, и на зажимы (17) - в направлении вверх. В результате сумма сил на приводного модуля (1) изменяется в следующих два пункта:

A. часть Атмосферного давления, направлено вниз (F down) переносится с верхней стороны (4) на опору (16), но продолжает уравновешиваться по восходящему атмосферному давлению (F up) на нижней стороне (5);

B. В то же время, новая и неравновесная направленная вверх сила (F up +) начинает применяться к зажимам (17).

Таким образом, приводной модуль (1) начинает испытывать направленную подъемную силу, равную произведения поверхности головки поршня (12), и положительную разницу между внешним атмосферным давлением и внутренним давлением гипобаричрской камеры (7), до тех пор, когда компрессор (9) не сбрасывает эту разницу или не поворачивает ее отметку (если внутреннее давление превысит атмосферное давление).: Направление направленной силы можно изменить, изменив положение приводного модуля (1) путем внешнего механического воздействия.

В другом примере (Фиг.2), устройство содержит следующие элементы:

- три приводных модуля (1), каждый из которых имеет переднюю сторону (2), заднюю сторону (В), верхнюю сторону (4), нижнюю сторону (5) и боковые стороны (6), расположение в круговой симметрии в горизонтальной ротор (18) на вертикальной оси (19) внутри гипербарической камеры (20), на которую воздействует давление гидравлического поршня (21);

- в каждом приводном модуле (1) находится одна герметичная гипобарическая камера (7), снабженная воздуховодом (8), который выходит из ротора (18) через его ось (19) к общий компрессор (9) за управляемое и синхронное снижение и повышение внутреннего давления всех гипобарических камер (7);

- каждая гипобарическая камера (7) имеет четыре наружные свободно висящие мембранное стенки (10), ориентированные в направлении каждой из верхних сторон (4), нижнйх сторон (5) и боковых сторон (6);

- в каждой гипобарической камере (7) имеется четыре поршня (11), расположенных спереди на каждой из ее мембранных стенок (10), каждый из которых состоит из головки поршня (12) и штока поршня (13);

- каждый шток поршня (13) движется линейно через канал поршня (14); - каждый поршневой шток (13) прикреплен к одному концу стального каната (15);

- каждый канат (15) изогнут через неподвижную опору (16), ближайшую к соответствующей головке поршня (12) от точки его прикрепления к штоку поршня (13), и затем достигает соответствующей задней стороны (3), где он жестко прикреплен к встроенному крепежу, такому как зажиму (17).

В начале своей работы гидравлический поршень (21) начинает увеличивать давление на воду в гипербарической камере (20), а компрессор (9) начинает снижать давление воздуха во всех гипобарических камерах (7). В результате каждая мембранная стенка (10) сжимается внутрь, пока не зацепится с соответствующей головкой поршня (12). В свою очередь, каждая головка поршня (12) передает перепад давления через соответствующий шток поршня (13) на соответствующий канат (15). Каждый канат (15) натягивается, так передавая этого давления на его соответствующую опору (16) в направлениях, направленных наружу, внутрь или вертикально. При этом каждый канат (15) изгибается вокруг своей опоры (16) под углом 90°, поэтому давление на нее находится; под углом 45° относительно осевой линии соответствующего приводного модуля (1). Также каждый канат (15) передает одинаковое давление на соответствующие зажимы (17) на каждой из задних сторон (3) в общем направлении, горизонтальном и поперечном радиусу ротора (18), направленное на соответствующую переднюю сторону (2) каждой гипобарической камере (7).

Таким образом, в каждом приводном модуле (1) две пары противоположных поршневых-канатных систем расположены перпендикулярно друг другу в направлениях слева-справа и вверх-вниз. В этой конфигурации приложенное прямое усилие F front от канатов (15) к зажимам (17) составляет 2 Е, где Е - давление на одной отдельный поршень (11) (то есть полное натяжение на каждом канате (15) передается на соответствующем зажиме (17)):

С: F front = 2Е

В то же время обратная сила от канатов (15) на опорах (16) находится под углом 45 °, а ее чистая возвратная составляющая составляет:

D: F back 2Е х cos(45°) = л/2Е Из С. и В. следует, что чистая разница между правым и обратным усилием в паре противоположных поршневых-канатных систем с углом 90° положительна, и составляет приблизительно 0,6 Е. При ускорении, определяемом этой силой, умноженном на количество всех таких пар (в данном случае - 6 пар), ротор (18) начинает вращаться, и это вращение может использоваться для генерирования электрической энергии. Прилагаемое ускорение также будет увеличиваться за счет радиального расстояния приводных модулей (1) от оси (19) и его эффекта рычага. Это ускорительное вращение продолжается до тех пор, пока давления в гипербарической камере (20) и гипобарических камерах (7) не будут выровнены.

В другом примере (Фиг.З), устройство содержит следующие элементы:

- два приводных модуля (1), каждый из которых имеет переднюю сторону (2), заднюю сторону (3), верхнюю сторону (4), нижнюю сторону (5) и боковые стороны (6);

- каждый : из приводных модулей (1) установлен на моторизованной вращающейся подставке ;(24) с вертикально расположенной осью управления (22) и дополнительной горизонтальной осью управления (23), каждая из которых имеет поворотную свободу 360 °;

- две подставки (24) расположены в гипербарической камере (20), которой имеет поршень (21) для регулирования его внутреннего давления, внутри устройства в безвоздушном пространстве;

- на каждой из передних сторон (2) имеется герметичная гипобарическая камера (7), соединенная с воздуховодом (8), проходящим через горизонтальный дополнительной осью управления (23), к общим клапаном (9), ведущий в окружающее безвоздушное пространство;

- каждая гипобарическая камера (7) имеет свободно висящую мембранную стенку (10);

- в каждой гипобарической камере (7) на ее мембранной стенке (10) расположен поршень (П), который содержит головку поршня (12) и шток поршня (13);

- каждый шток поршня (13) движется линейно через канал поршня (14);

- каждый поршневой шток (13) прикреплен к одному концу стального каната (15);

- каждой канат (15) изогнут через неподвижную опору (16) и впоследствии затянут назад к соЬтветствующей задней стороне (3), где он жестко прикреплен к встроенному крепежу (17). В начале своей работы поршень (21) начинает увеличивать давление на флюид в гипербарической камере (20), и клапан (9) начинает контролированно спускать воздух из двое гипобарических камер (7) в окружающем безвоздушном пространстве. Затем каждая из! двух мембранных стенок (10) свивается до максимальной степени под влиянием I разности давления гипербарической камеры (20) и вакуума в двух гипобарич|еских камерах (7), причем та же самая разница передается через головки поршней (12) и штоки поршней (13) к одному концу каната (15). Каждый канат (15) натягивается, таким образом передавая одинаковое давление на соответствующую опору (16) и на соответствующий крепеж (17) на каждой из двух задних сторон (3). В результате каждый приводной модуль (1) получает одинопосочное ускорение, направленное к его передней стороне (2), и передает его на его подставке (24) и, следовательно, на корпус космического корабля. Направление этого ускорения зависит от положения каждого из приводных модулей (1), точно ориентиранные на двух осях управления (22) и (23) на каждую из их подставок (24). Это позволяет двум приводным модулям (1) быть с передними гранями (2), параллельными и в любом направлении, в результате! чего их ускорение суммируется; или напротив друг друга - посредством чего их ускорение взаимно нейтрализуется; или под другими углами в произвольных плоскостях _, и в диапазоне 0-360°, посредством чего их ускорение суммируется векторно. Это попарно линейное ускорение продолжает передаваться космическому кораблю до тех пор, пока давление в гипербарической камере (20) не выровняется с давлением! ^в гипобарических камерах (7).

В другом Примере (Фиг.4), устройство содержит следующие элементы:

;

- три приводные модуля (1), каждый из которых имеет переднюю сторону (2), заднюю сторону (3), верхнюю сторону (4), нижнюю сторону (5) и боковые стороны (6) расположение в круговой симметрии на роторе (18) на оси (19), внутри гидравлической камеры (20), заполненной феррофлюида и подверженной воздействию магнитного поля постоянными магнитами (21);

- в каждом приводном модуле (1) находится одна герметичная гипобарическая камера

(7);

- каждая : гипобарическая камера (7) имеет четыре наружные свободно висящие мембранною стенки (10), ориентированные в направлении каждой из их верхних сторон (4), нижних сторон (5) и боковых сторон (6); - в каждой L гипобарической камере (7) имеется четыре поршня (11), расположенных

;

спереди на каждой из ее мембранных стенок (10), каждый из которых состоит из головки прршня (12) и штока поршня (13);

- каждый шток поршня (13) движется линейно через канал поршня (14);

- каждый Поршневой шток (13) прикреплен к одному концу стального каната (15);

- кажды канат (15) изогнут через неподвижную опору (16), ближайшую к соответствующей головке поршня (12) от точки его прикрепления к штоку поршня (13), и затем достигает соответствующей задней стороны (3), где он жестко прикреплен к встроенному крепежу, такому как зажиму (17).

В начале своей работы постоянные магниты (21) приближаются к гидравлической камере (20), тем самым подвергая феррофлюида в ней более сильному воздействию их магнитные поля, что является увеличением его поверхностного давления. В результате каждая мембранная стенка (10) сжимается внутрь, пока не зацепится с соответствующей головкой поршня (12). В свою очередь, каждая головка поршня (12) передает перепад давления через соответствующий шток поршня (13) на соответствующий канат (15). Каждый канат (15) натягивается, так передавая этого давления на его соответствующую опору (16) в направлениях, направленных наружу, внутрь или вертикально. При этом каждый канат (15) изгибается вокруг своей опоры

(16) под углом 90°, поэтому давление на нее находится под углом 45° относительно осевой линии соответствующего приводного модуля (1). Также каждый канат (15)

! ⁴

передает одинаковое давление на соответствующие зажимы (17) на каждой из задних сторон (3) в общем направлении, горизонтальном и поперечном радиусу ротора (18), направленное на соответствующую переднюю сторону (2) каждой гипобарической камере (7).

В результате ротор (18) станет вращаться с ускорением, равным векторной сумме этих двух сил (как объяснено выше в отношении аналогичной конфигурации на фиг.2), вращение : которой можно использовать для генерирования электрической энергии. Прилагаемое ускорение также будет увеличиваться за счет радиального расстояния модулей двигателя (1) от оси (19) и его эффекта рычага. Это ускорительное вращение продолжается до тех пор, пока давления в гидравлической камере (20) и гипобарич|еских камерах (7) не будут выровнены путем регулировки силы магнитных полей магнитов (21). Применение изобретения

Изобретение применимо в качестве источника направленной движущей силы, управляемой по направлению и интенсивностью, в любой флюидной среде под давлением. Оно применимо для транспорта, производства электроэнергии и других машин массового применения (подъемники, водоснабжение и канализация, робототехника и автоматизация и т. д.). Изобретение обеспечивает эффективную, доступную и недорогую альтернативу всем типам существующих энергийным систем сжигания или возобновляемых источников энергии и транспортных движителей. Единственным условием для его работы является наличие флюидной среды с фиксированным изотропным (двухсторонним) давлением, которая непосредственно и неограниченно доступна в природе (атмосферное давление, гидростатическое давление, космический вакуум) или может быть обеспечена простыми техническими средствами и минимальными затратами энергии на длительные периоды эксплуатации (механическая сила, рычаги, веса, пружины, магнитные поля, сосуды под давлением и т. д.). Благодаря своей простой конструкции и широко доступным компонентам для его массового производства, изобретение обладает преимуществом перед всеми видами существующих генераторов энергии и систем привода.

Список обозначения

1 ПрЦводний модуль

2 Передняя сторона

3 Задняя сторона

4 Горная сторона

5 Нижняя сторона

6 БокОвие сторони

7 Г ерметичная гипобарическая камера

8 Воздуховод

9 Устройство для контроля внутреннего давления герметичной гипобарической камеры (компрессор, клапан или вакуумный насос)

10 Мембранные стены

11 Поршень Г оловка поршня

Шток поршня

Поршневой канал

Гибкое средство крепления (канат, ремень, цепь или лента)

Неподвижная опора

I _ч

Встроенной крепеж (зажим)

Ротор

Фиксированная ось

Гипербарическая камера

Устройство для контроля флюидного давления

Ось|управления

Дополнительная ос управления

Вращающаяся подставка