Маятниковий перетворювач енергії

Реферат: Маятниковий перетворювач енергії, який містить корпус та підвішений до нього маятник, що складається з куліси і вантажу та кінематично пов'язаний з механізмом навантаження, причому механічний збудник виконано у вигляді додаткового маятника з пристроєм синхронізованого перекидання до одного з двох усталених положень. UA 109341 U (54) МАЯТНИКОВИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ ЕНЕРГІЇ UA 109341 U UA 109341 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до машинобудування, а саме до гравітаційних пристроїв для одержання механічної роботи і може бути використана як ведучий двигун різних машин і механізмів. Загальновідомим пристроєм є математичний (фізичний) маятник. (И.В. Савельев. Курс общей физики, том I. Механика, колебания и волны, молекулярная физика, "Наука", М., 1970 г., Стр. 234). Недоліком цього пристрою є неможливість його використання для виконання корисної роботи через затухаючий характер коливань. Загальновідомим пристроєм є також маятникова гойдалка. Гойдалка - це обладнання, що приводиться в рух відвідувачем, який перебуває нижче шарніра, щодо якого здійснюється хитання (ПРАВИЛА будови і безпечної експлуатації атракціонної техніки. Наказ Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи від 01.03.2006, № 110. Зареєстровано в Міністерстві юстиції України 7 квітня 2006 р. за № 405/12279). Недоліком пристрою є те, що таку гойдалку може розгойдати людина (відвідувач), але використання цього пристрою для виконання корисної роботи унеможливлює відсутність механізму для автоматичного розгойдування. Відомим є пристрій перетворювання енергії коливання, який містить корпус, підвішений до нього маятник, що складається з куліси та вантажу і кінематично пов'язаний з механізмом навантаження. (Авторське свідоцтво СРСР № 735822, Мкв F03G3/06, Бюл. №19, 1980 р., авт. Ю.М. Єрмаков) Недоліком пристрою є неможливість його автономного використання, тому що він призначений для перетворення енергії коливань в корисну роботу для транспортних засобів, переважно плаваючих, в умовах наявності енергії зовнішніх коливань. Відомий також маятниковий перетворювач енергії коливання Самонова, вибраний як прототип, який містить корпус, підвішений до нього маятник, що складається з куліси і вантажу і кінематично пов'язаний з механізмом навантаження, та забезпечений віброзбудником, виконаним у вигляді відцентрового дебалансного механізму. (Патент України № 3326, МПК F03G3/00, Бюл.№ 6-1, 1994 р., авт. С.А. Самонов). Недоліком відомого перетворювача є занизький ККД, тому що доступна для отримання в автономному режимі роботи корисна енергія не перевищує витрат енергії для збудження механічного віброзбудника у вигляді відцентрового дебалансного механізму для введення механічної системи в резонанс, а це унеможливлює автономну роботу перетворювача. Технічною задачею корисної моделі є підвищення ККД за рахунок скорочення тривалості імпульсу енергії на введення коливальної системи в резонанс шляхом виконання механічного збудника у вигляді додаткового маятника з пристроєм синхронізованого перекидання до одного з двох усталених положень, таким чином, що енергія на введення коливальної системи в резонанс витрачається лише в невеликий проміжок часу між напівперіодами, а не постійно. Поставлена технічна задача вирішується тим, що в маятниковому перетворювачі енергії, який містить корпус та підвішений до нього маятник, що складається з куліси і вантажу і кінематично пов'язаний з механізмом навантаження, згідно з корисною моделлю, механічний збудник виконано у вигляді додаткового маятника з пристроєм синхронізованого перекидання до одного з двох усталених положень. На фіг. 1 наведено принципову кінематичну схему пристрою. Маятниковий перетворювач енергії (фіг. 1) містить корпус (на кресленні не показаний), підвішений до нього маятник 1, який складається з куліси 2 та вантажу 3, до поступальної пари куліси 2 закріплено шток 4 з керованою муфтою 5, виконаною, наприклад, електромагнітною або електромеханічною, шток 4 та муфта 5 забезпечують зв'язок маятника 1 з механізмом навантаження 6, в якому отримується корисна робота, крім того, на кулісі 2 маятника 1 встановлено пристрій 8 синхронізованого перекидання додаткового маятника 7 до одного з двох усталених положень. Роботу механізму за схемою фіг. 1 показано на фіг. 2. В початковому стані куліса 2 (та усі пов'язані з нею деталі) знаходяться у положенні, наведеному на фіг. 2а, причому положення додаткового маятника 7 відносно куліси 2 (див. фіг. 1) не змінюється до кінця першого (непарного) напівперіоду. Далі маятник починає свій рух униз від початкового положення під дією сили гравітації. В точці, показаній на фіг. 2b вантаж "m1" рухається під дією сили Fv=V1 зі швидкістю V1. В подальшому, після проходження точки фіг. 2с куліса 2 маятника 1 (див. фіг. 1) рухається за рахунок сили інерції через точку, показану на фіг. 2d, до точки фіг. 2е, і, добігши протягом 1 UA 109341 U 5 10 15 20 25 непарного півперіоду в крайнє праве положення, в точці фіг. 2е закінчує свій рух в цьому напрямку. Саме в цей момент пристрій синхронізованого перекидання 8 перекидає додатковий маятник 7 (див. фіг. 1) до другого сталого положення, і додатковий маятник приймає друге стале положення, яке показано на фіг. 2g і в такому положенні залишається протягом всього другого (парного) півперіоду. В подальшому куліса 2 маятника починає рухатись за рахунок сили гравітації від точки фіг. 2g через точку, показану на фіг. 2h. Добігши до точки 2і, за рахунок сили інерції, куліса 2 маятника продовжує рух через точку фіг. 2k, і в точці фіг. 2m, добігши в крайнє ліве положення, закінчує свій рух. Саме в цей момент пристрій синхронізованого перекидання 8 знову перекидає додатковий маятник 7 (див. фіг. 1) до першого сталого положення, і додатковий маятник приймає положення, яке показано на фіг. 2а. Таким чином, за рахунок потрібного, показаного на фіг. 2 положення додаткового маятника 7 маятник 1 з кулісою 2 та основним вантажем 3 (див. фіг. 1) з кожним півперіодом розгойдується до все більшої амплітуди за рахунок резонансного синхронізованого коливального процесу. Процес такого розгойдування широковідомий і застосовується людством при розгойдуванні на загальновідомій гойдалці. При досягненні значної амплітуди розгойдування енергії, яку накопичено в вантажі маятника перетворювача, може бути використано на виконання корисної роботи, зокрема на вироблення електричної енергії, частина якої направляється на роботу пристрою синхронізованого перекидання. Слід зазначити, що запропонований перетворювач не потребує для своєї роботи будь-яких сторонніх джерел енергії живлення (наприклад, вуглецевої, атомної тощо) і призначений для автономного перетворення нескінченної (з точки зору людської цивілізації) енергії гравітації планети в універсальну для вжитку людством на потреби опалювання, освітлення і т.п. механічну або електричну енергію. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Маятниковий перетворювач енергії, який містить корпус та підвішений до нього маятник, що складається з куліси і вантажу та кінематично пов'язаний з механізмом навантаження, який відрізняється тим, що механічний збудник виконано у вигляді додаткового маятника з пристроєм синхронізованого перекидання до одного з двох усталених положень. 2 UA 109341 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3