[发明专利]湿软地面上运行机械的减阻节能装置

说明书

本装置属使湿软地面用的机械运行时减少阻力以节约能源的一种装置。

机械在湿软地面运行时，一般装有平底大面积浮体以承托整机的大部分重量。但该滑板在遇到无表层水而粘滞的湿软地面时，因土壤粘着、摩擦及吸附等作用使运行阻力和起步阻力急剧增大，消耗大量能源。这是在湿软地面上使用的机械遇到的一大难题。

目前，国内外在船舶和车辆上利用充气方式形成气垫制成气垫船和气垫车以减少阻力的装置已被广泛采用。但它需要消耗很大的能量才能形成气垫，达到高速减阻的目的，当不能形成气垫时，或则停驶，或则利用附加行走机构运行。在船舶上已出现了另一些消耗低能量的空气润滑方案，如黑龙江省水运科研所研制的垫气驳，不需将整船抬起，而是在船的底部与水之间形成气室，大大减少湿表面积而降低阻力，该课题已申请“船舶垫气系统整机结构”专利。与此相类似的还有“船舶气膜减阻节能装置”、“降低船舶阻力的方法及装置”、“船舶使用气流减阻”等专利。但上述专利都是解决船舶在水中的减阻问题。对于在湿软地面上采用空气润滑以减少机械与地面（土壤）之间的阻力的装置至今尚未见到。

本发明用于湿软地面，在装置和湿软地面之间不是形成气垫将装置抬起，而是在它们之间充入压缩空气，在微观上形成局部的气幕层，将装置与湿软地面间的“固体-塑体”摩擦变成“固体-气体-塑体”之间综合摩擦，并破坏真空吸附状态，从而减少了运行阻力，并改善了机械的起步性能。由于只需形成局部的气幕层，不需形成气垫，就不需配置较大功率的风机，从而减少了能源的消耗。本发明自1985年起开始模型试验，在研究上述规律的基础上提出了可行的装置，如两栖车和船式车辆等湿软地面机械解决起步和粘滞吸附阻力，从而为拓宽应用领域创造了良好的条件。

本装置的外形可以制成船型或滑板等多种形状。主要由进气管（1）、风机（2）、调压阀（3）、气室（4）、喷气管（5）、喷气孔（8）、控制阀组成（见附图1-9）。沿装置纵向设置至少两条向下凸起的筋条，筋条上开有若干喷气孔，用控制阀控制孔口的开闭，空气经风机（2）调压阀（3）调节流量和压力后进入气室（4），通过喷气管（5）和喷气孔（8）渗入滑板和湿软地面之间，既不使滑板升举，又不使滑板与地面脱离接触，在微观上形成局部的气幕层，将“固体-塑体”摩擦变成渗入气体润滑的“固体-气体-塑体”综合摩擦的方法，起到减阻节能作用。

下面结合附图对本发明做具体说明：

图1：湿软地面上运行机械的减阻节能装置的“喷气管-转阀”型的主视图;

图2：“喷气管-转阀”型的俯视图。

图3：“喷气管-转阀”型的喷气管布置图。

图4：“喷气管-转阀”型的转阀与喷气孔装配关系图。

图5：湿软地面上运行机械的减阻节能装置的“夹层气室-滑板阀”型的主视图。

图6：“夹层气室-滑板阀”型的俯视图。

图7：“夹层气室-滑板阀”型的气室和滑板阀布置图。

图8：“夹层气室-滑板阀”型的两侧滑板阀与喷气孔的装配关系图。

图9：“夹层气室-滑板阀”型的滑板阀与喷气孔的装配关系图。

本装置的控制阀采用转阀（6）和滑板阀（7）形式，气室采用小气室和夹层气室形式。其基本型为“喷气管-转阀”型（附图1-4），采用小气室，喷气管和转阀结构。数条喷气管纵向装于底部，两侧的最外边两条喷气管（5）向下凸出底部一定高度。并沿纵向向内，与底部夹角小于90°方向钻有若干喷气孔（8）。其余喷气管（5）向下凸出底部稍小，管底也钻有若干小孔。在喷气管（5）内套装着管形转阀（6），其上钻有与喷气管小孔相应的孔。转动转阀（6）使两孔相通时，压缩空气喷出;两孔错位时，喷口关闭，既阻止空气喷出，又可防止泥水进入，操纵者可以根据周围环境的特点操纵控制阀以控制气量的大小与有无。压缩空气由装置向湿软地面喷出，在它们之间形成微观上局部的气幕层，使它们之间的摩擦变成固体与空气、湿软地面的综合摩擦，同时降低了湿软地面对装置的真空吸附和粘附作用，从而减少了阻力。两侧向下凸出的喷气管，由于小孔向内，使空气向底部中间喷出，这样中间几条喷气管喷出的空气不易从两侧泄漏，保证了其润滑作用，还起到了一定的密封作用，调压阀（3）可根据湿软地面的湿度状况调整喷气压力，以获得更好的减阻效果。