RU2446960C2 - Pneumoelectric timber truck - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to automotive industry, particularly, to heavy timber trucks. Timber truck front part is provided with slits 4 communicated with suction chamber whereto connected is nozzle 5 with its end 6 received in horizontal tube 7 with vacuum pumps 8 connected with storage battery and via relay with generator 11. Horizontal tube 7 terminates in supersonic nozzle 12 connected to air turbine 13 with its shaft coupled, via coupling 15 and bearings, with generator 11. The latter supplies timber truck motored wheels 3 and super flywheel motor 19 fitted on air turbine shaft via coupling 17. Turbine exhaust air accommodates vacuum pump to create rarefaction downstream of turbine to increase airflow rate in turbine and force waste air into atmosphere. Heaters serve to clean airflows.

EFFECT: pollution-free timber truck.

3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к автомобильному транспорту, в частности к большегрузным лесовозам.The invention relates to road transport, in particular to heavy trucks.

Уровень техникиState of the art

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.The authors are aware of forestry road trains based on KrAZ, MAZ, ZIL, URAL, KamAZ vehicles (see Baranovsky V.N., Nekrasov PM Machine systems for logging. - M.: Lesnaya industry, 1977. - 248 p.). both in the export of whips and logs from the cutting area to the places of wood processing.

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.All these timber carriers have internal combustion engines running on diesel fuel or gasoline, a transmission of torque transmission to the wheels and are designed so that they can move both along public roads and on special year-round forestry roads.

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.).The general device of a car with an internal combustion engine and a mechanical transmission is given in the book (see Mikhailovsky EV and other Device of the car. - M.: Mechanical Engineering, 1987. - 352 p.).

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.A disadvantage common to all cars with an internal combustion engine is that diesel or gasoline fuel and corresponding oils are constantly required for the operation of a piston engine with a crankcase. In addition, the entire mechanical group, both the engine and the transmission, is subject to rapid wear and tear, has a negligible efficiency.

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.).The authors also know about an electric car, which uses electric energy from a chemical source to drive the drive wheels (see Shchetina V.A. et al. Electric car. - L.: Mechanical Engineering, 1987. - 253 p.).

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.The main disadvantage of such electric vehicles is the lack of a sufficiently powerful, low weight and low cost batteries that could drive the wheels of trucks of sufficient carrying capacity. The low power consumption of the batteries limits the range of the car and its maximum speed. Practically for heavy-duty forestry vehicles, electric vehicles running on various types of rechargeable batteries are not suitable.

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.The authors know the prototype - RF patent No. 2387871 "Wind power installation", which contains the main and auxiliary wind receivers, the housings of which are supported by a bearing assembly and installed in the wind with a weather vane, and a mesh separator is installed in the vertical pipe to separate water and snow from the air mass, and Further, in a vertical pipe, suction-discharge pumps are installed, which prepare the air mass according to temperature, pressure and movement speed for an air turbine, the axis of which is connected to the generator an atomizer that has an electrical network connected to suction-discharge pumps, which are connected in parallel through boxes and adapters to the battery, which is used for the initial start-up of a wind power installation.

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.However, such an installation can only be used in a stationary version, its air jet receivers are not suitable for use as a mobile installation, which can be installed on a heavy-duty forest car, taking into account the environmentally friendly operation of the forest car.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

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.A pneumatic electric timber truck is proposed, in the front part of which there are slots connected to a suction chamber, to which a nozzle is connected, and its end enters a horizontally arranged pipe with vacuum-discharge pumps connected to the battery and through a relay to a working generator, and the horizontal pipe ends with a supersonic a nozzle connected to a pneumatic turbine, the shaft of which is connected to a generator through couplings and supports, which supplies the necessary voltage to the motor through a control system -kolesa timber and supermahovika motor mounted through the coupling on the shaft of a pneumatic turbine and the pipe for the exhaust air turbine mounted vacuum-pressure pump creating a vacuum behind the turbine and increasing the rate of passage of the air mass through the turbine and the pressure of ejecting the spent air to atmosphere.

Наличие таких отличительных признаков от прототипа позволяет сделать вывод, что предлагаемое техническое решение обладает существенной новизной.The presence of such distinguishing features from the prototype allows us to conclude that the proposed technical solution has a significant novelty.

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.To prove the compliance of the proposed pneumoelectric timber truck with the criterion of significant difference, a comparison was made of the main features with the prototype - RF patent No. 2387871 "Wind power installation". As a result, it was found that a horizontal pipe with slots and a suction chamber through a supersonic nozzle and vacuum injection pumps organizes the air flow required for the turbine, which rotates the generator, and it transfers voltage to the motor-wheels of the timber carrier.

Технический результат, дающий положительный эффект по сравнению с прототипом, определяется свойствами и показателями, приведенными в табл.1.The technical result, which gives a positive effect in comparison with the prototype, is determined by the properties and indicators given in table 1.

Таблица 1Table 1 Сравнение основных признаков прототипа и предлагаемого изобретенияComparison of the main features of the prototype and the invention Свойства и другие показателиProperties and other indicators Заявляемый пневмоэлектрический лесовозThe inventive pneumatic electric timber truck Прототип - патент РФ №2387871Prototype - RF patent No. 2387871 Приемник ветровой энергииWind power receiver Горизонтальная труба со щелями и всасывающей камеройHorizontal pipe with slots and suction chamber Ветроприемник с вертикальной трубойVertical pipe wind receiver Ускорители потока воздуха по трубеPipe Accelerators Сверхзвуковое сопло и вакуумно-нагнетательные насосыUltrasonic nozzle and vacuum injection pumps Вакуумно-нагнетательные насосыVacuum pumps Энергетические механизмы на оси турбиныEnergy mechanisms on the axis of the turbine Генератор и маховикAlternator and flywheel ГенераторGenerator Тип ветроэнергетической установкиType of wind power installation МобильнаяMobile СтационарнаяStationary Наличие очистки воздушной массыAvailability of air mass cleaning Электроэнергетические нагревательные приборыElectric energy heaters Сетчатый сепараторScreen separator Давление воздушной массыAir pressure Подготавливается сверхзвуковым соплом и вакуумно-нагнетательными насосами на входе и выходе из турбиныPrepared by a supersonic nozzle and vacuum injection pumps at the inlet and outlet of the turbine Подготавливается всасывающе-напорными насосами перед турбинойPrepared by suction and pressure pumps in front of the turbine Увеличение мощности в пиковые моментыPower increase at peak times МаховикFlywheel НетNo

Анализ данных табл.1 показывает, что заявляемый пневмоэлектрический лесовоз может быть реализован с учетом приведенных отличительных признаков.Analysis of the data in table 1 shows that the inventive pneumoelectric timber truck can be implemented taking into account the distinguishing features.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 показана конструктивная схема пневмоэлектрического лесовоза, вид сверху.Figure 1 shows a structural diagram of a pneumatic electric timber truck, top view.

На фиг.2 показан пневмоэлектрический лесовоз, вид сбоку.Figure 2 shows a pneumatic electric timber truck, side view.

На фиг.3 показан пневмоэлектрический лесовоз, вид спереди.Figure 3 shows a pneumatic electric timber truck, front view.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

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.Pneumoelectric timber truck consists of a chassis (1) with a cab (2) and motor wheels (3), slots (4) are installed in the front of the chassis, which are connected to a suction nozzle (5), the end (6) of which is structurally connected to a horizontal pipe (7), and vacuum pumps (8) are installed on the pipe, which are connected through a relay (9) to the battery (10) and to the generator (11), at the end the horizontal pipe has a supersonic nozzle (12), which ensures operation a pneumatic turbine (13), the shaft (14) of which is connected to a generator through a sleeve (15) (11), which according to system (16) supplies the necessary voltage to the motor-wheel (3), on the other side of the pneumatic turbine, a super-flywheel (19) is installed through the coupling (17) and shaft (18), and on the pipe (20) of the pneumatic turbine, which exhaust air is emitted into the atmosphere, a vacuum pump is installed (21), which creates a vacuum behind the pneumatic turbine in order to increase the speed of rotation of the turbine.

Работает пневмоэлектрический лесовоз следующим образом.Works pneumatic electric timber carrier as follows.

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.The operator from the cab (2) through the battery (10) includes vacuum pressure pumps (8), which through the suction slots (4), nozzle (5) and end (6) draw the air mass into a horizontal pipe (7) and by pumping in it, the pressure and air velocity through the supersonic nozzle (12), the prepared air flow is transmitted to a pneumatic turbine (13), which is connected through a sleeve (15) to a generator (11), which generates the required voltage and when it reaches the required power, via control system (16) using relay (9) turns off the battery (10), and the vacuum pump (8) and motor-wheels (3) are powered by a running generator (11), and the entire air flow from the turbine (13) through the pipe (20) using a vacuum -pressure pump (21) is released into the atmosphere. The operator controls the rotation speed of the pneumatic turbine (13), and the generator (11) supplies the required power to the motor-wheels (3), and the movement of the pneumatic-electric timber truck begins, and the wheel control system is the same as in an electric car. To increase the power of the pneumatic turbine, the clutch (17) is switched on at the right time and through the shaft (18) the super-flywheel (19) increases the power of the turbine.

Claims (1)

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. Pneumoelectric logging truck, including an air turbine, a pipe, a generator, high pressure vacuum pumps, heating elements, a battery, electrical networks, pressure sensors, characterized in that slots are connected in front of the logging truck connected to a suction chamber to which the nozzle is connected, and its end enters a horizontally located pipe with vacuum pumps connected to the battery and through a relay to a working generator, and the horizontal pipe ends in excess a sound nozzle connected to a pneumatic turbine, the shaft of which is connected through a coupling and a support to a generator, which, through a control system, supplies the required motor-wheel of a timber truck and a super-flywheel motor installed through a coupling on a shaft of a pneumatic turbine, and a vacuum an injection pump, which creates a vacuum behind the turbine and increases the speed of passage of the air mass through the turbine and pressurizes the exhaust air into the atmosphere.

Images