Електромагнітний перетворювач поступального руху магнітного елемента в обертальний рух вала

Номер патенту: 67019

Опубліковано: 15.06.2004

Автор: Сливка Юрій Іванович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Електромагнітний перетворювач поступального руху в обертальний, що містить магнітні котушки, обмотані ізольованим провідником, у центральній частині яких є канал, де з можливістю поступального руху встановлені рухомі магнітні елементи, який відрізняється тим, що перетворювач виконаний у формі тора з рівномірно розташованими по окружності магнітними котушками, усередині яких рухомі магнітні елементи з'єднані послідовно міцним немагнітним зчепленням, що має на внутрішній стороні зубці, які входять у зачеплення з зубцями шестерень через невеликі отвори в корпусі перетворювача, при цьому вал перетворювача своїми зубцями входить у зачеплення з зубцями шестерень і встановлений у центрі тора.

2. Перетворювач за п. 1, який відрізняється тим, що сектори між котушками умовно поділені на відрізки, що дорівнюють по довжині - довжині котушки, а по кількості - кількості котушок у перетворювачі, і рухомі елементи, що знаходяться в цих секторах, розташовані послідовно зміщеними на довжину котушки.

Текст

Винахід відноситься до двигунобудівництва і дозволяє знизити металоємність механізму перетворювача шляхом спрощення механізму перетворення руху і знизити механічні втрати в ньому. Відомий демонстраційний досвід з фізики, у якому використовувалася невелика циліндрична котушка, обмотана ізольованим провідником, підставка і залізний сердечник з м'якого в магнітному відношенні заліза. При включенні в котушку постійного струму, сердечник з підставки із силою втягувався в канал котушки (Книга "Лекційні демонстрації з фізики" за редакцією B.I. Іверенової. М., Видавництво "Наука", 1972р. стор.442). Найбільш близьким до заявлюваного об'єкта за технічною сутністю є заявка №2002064806 (патент №55772А), автор Сливка Ю.І. Пропонований перетворювач складається з циліндра перетворювача, усередині якого поміщена магнітна котушка з розташованим усередині поршнем. Поршень рухомо з'єднаний з колінвалом за допомогою шатуна. При включенні в котушку постійного струму великої сили на дуже короткий проміжок часу й у певній послідовності поршень робив зворотно-поступальні рухи, які через шатун передавалися на колінвал, змушуючи його обертатися. Недоліком цього перетворювача є металоємність і наявність складного механізму перетворення зворотнопоступального руху поршня в обертальний рух колінвалу. Задача винаходу - спрощення конструкції перетворювача. Зазначена задача досягається тим, що корпус електромагнітного перетворювача (1) виконаний у формі тора (фіг.1). Торовидний корпус збирається з пластин 1 і 1а (фіг.4 і фіг.5), отриманих пресуванням з немагнітного матеріалу. До нього кріпляться магнітні котушки (2), рівномірно розташовані по окружності, усередині яких рухомі магнітні елементи (3) з'єднані послідовно міцним не магнітним зчепом (4) (фіг.3), що має на внутрішній стороні зубці, які входять у зачеплення з зубцями шестірень (5) і передають обертання на вал (7) через невеликі отвори (8) у корпусі перетворювача (1). Осі шестірень (5) розташовуються в отворах задньої (9) і передньої (11) кришок перетворювача (фіг.1). Також відстань між котушками (2), що називається сектором, умовно поділена на відрізки рівні: по довжині - довжині котушки (2), а по кількості - кількості котушок (2) у перетворювачі (1), і рухомі магнітні елементи (3), що знаходяться в цих секторах, розташовуються послідовно зміщеними на довжину котушки (2). На кресленні зображені: - перетворювач з розрізом (фіг.1); - ламаний розріз А-А (на фіг.1.) перетворювача (фіг.2); - місцевий розріз І-І перетворювача на фіг.1 (фіг.3); - частина корпуса перетворювача з отвором (фіг.4); - додатковий вид корпуса перетворювача (фіг.5); - кінематична схема перетворювача (фіг.6). З курсу фізики нам відомо, що феромагнетик, що знаходиться в неоднорідному магнітному полі, зазнає тиску з боку поля, що змушує його пересуватися у сферу великих напруг (Книга "Лекційні демонстрації з фізики" за редакцією Івереневої B.I., 1972р. М., "Наука", стор.441). Однак необхідно пам'ятати, магнітний елемент має розташовуватися так, щоб його передня частина злегка входила в магнітну котушку. Тільки в цьому випадку при проходженні постійного струму по обмотці котушки буде відбуватися втягування магнітного елемента. Електромагнітний перетворювач працює в такий спосіб. Провертаючи вал перетворювача (7), розташовуємо рухомий магнітний елемент (3) так, щоб його передня частина злегка входила в котушку (2) (фіг.6). При включенні в котушк у (2) постійного струму великої сили на дуже короткий проміжок часу (соті частки секунди) рухомий магнітний елемент (3) у перший момент із великою силою втягується в котушк у (2), і коли він буде пролітати канал, струм в обмотці вже зникне, і рухомий магнітний елемент (3) по інерції вилетить із протилежного каналу котушки (2). Через те, що рухомий магнітний елемент (3) перетворювача (1) з'єднаний послідовно міцним зчепом (4) з іншими магнітними елементами (3', 3" і т.д.), набутий ним поступальний рух буде передано й іншим магнітним елементам (3', 3" і т.д.). У результаті зачеплення зубців зчіпки (4) із зубцями шестірень (5) через невеликі отвори (8) у корпусі перетворювача (1) поступальний рух магнітного елемента (3) перетвориться в обертальний рух шестірень (5) і вала перетворювача (7). Відстані між котушками (2), що називаються секторами, умовно поділені на відрізки рівні: по довжині - довжині котушки (2), а по кількості - кількості котушок (2) у перетворювачі (1). Рухомі магнітні елементи (3', 3" і т.д.), що знаходяться в цих секторах, розташовуються послідовно зміщеними на довжину котушки (2). Тому, як тільки рухомий магнітний елемент (3) пройде відстань, рівну довжині котушки (2) у другому секторі, рухомий магнітний елемент (3') увійде в котушку (2'). При включенні в котушку (2') постійного струму великої сили на дуже короткий проміжок часу рухомий магнітний елемент (3') із силою втягнеться в канал котушки (2'), і коли він буде пролітати канал, струм в обмотці вже зникне, і рухомий магнітний елемент (3') по інерції вилетить із протилежного каналу котушки (2'). Поступальний рух магнітного елемента (3') при зачепленні зубців зчіпки (4) із зубцями шестірень (5) через невеликі отвори (8) у корпусі перетворювача (1) перетвориться в обертальний рух шестірень (5) і вала перетворювача (7). При визначеній послідовності подачі постійного електричного струму великої сили на дуже короткий проміжок часу на котушки (2) перетворювача (1) електромагнітні сили, що виникають у магнітних котушках (2), будуть утягувати рухомі магнітні елементи (3), що по інерції будуть вилітати з протилежного кінця котушок (2), усередину і за допомогою зубців міцного зчепа (4), що входять у зачеплення з зубцями шестірень (5), перетворювати поступальний рух магнітних елементів (3) в обертальний рух вала перетворювача (7). Швидкість подачі електричного струму повинна бути підібрана таким чином, щоб при проходженні магнітним елементом (3) сектора, тобто відстані від однієї котушки (2) до іншої котушки (2) перетворювача (1), "спрацювали" по черзі всі котушки (2) перетворювача (1) (фіг.6). Для рівномірного обертання вала перетворювача (7) порядок подачі електричного струму до котушок (2) може змінюватися і виставлятися в порядку "спрацьовування" котушок (2) за напрямком руху магнітного елемента (3) (фіг.6). Таким чином, почергове "спрацьовування" магнітних котушок (2) призведе до почергового втягування і руху магнітних елементів (3), а з'єднуючий їх жорсткий зчеп із зубцями (4) входить у зачеплення із шестірнями (5) і приводить до постійного обертання шестірень (5) і вала перетворювача (7). Техніко-економічна ефективність запропонованої поршневої машини полягає в наступному: - спрощена і знижена металоємність конструкції, тому що відсутній складний кривошипно-шатунний механізм перетворення руху; - більш високий ККД, що пов'язано з відсутністю механічних втрат і наявністю єдиної системи рухомих магнітних елементів, що рухаються в одному напрямку; - підвищена універсальність машини, бо забезпечена можливість реверсування вихідного вала.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Electromagnetic device for converting translation movement of magnetic elements into rotation of a shaft

Назва патенту російською

Электромагнитный преобразователь поступательного движения магнитных элементов во вращательное движение вала

МПК / Мітки

МПК: H02K 7/06

Мітки: рух, електромагнітний, обертальний, магнітного, поступального, вала, руху, перетворювач, елемента

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-67019-elektromagnitnijj-peretvoryuvach-postupalnogo-rukhu-magnitnogo-elementa-v-obertalnijj-rukh-vala.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Електромагнітний перетворювач поступального руху магнітного елемента в обертальний рух вала</a>

Подібні патенти