Маятниковий енергетичний пристрій

Маятниковий енергетичний пристрій, що містить корпус і підвішений до нього маятник, що складається з куліси і вантажу у виді двигуна і кі Винахід належить до енергетичних установок, що використовують роботу сил інерції і гравітації. Відома енергетична установка, що складається з вертикального вала-штанги з хитними радіальними направляючими для вантажів Обертання вала-штаиги забезпечується силами інерції що виникають у результаті періодичного переміщення вантажів у радіальному напрямку при повороті вали-штанги [1]. До складу такого пристрою входять декілька одночасно чинних механізмів, що істотно ускладнює його конструкцію і знижує надійність роботи Відомий енергетичний пристрій, що використовує потенційну енергію піднятого вантажу Підйом вантажу в цьому пристрою забезпечується розхитуванням маятника під дією відцентрового дебалансного віброзбудника [2J До складу пристроя входять корпус і підвішений до нього маятник, що складається з куліси і вантажу у виді двигуна і кінематично пов'язаний муфтою зчеплення з механізмом навантаження При розхитуванні маятника на вантажі віброзбудника діє переносна сила інерції, що викликає збільшення навантаження на двигун приводу збудника і знижує ефективність роботи пристрою в цілому В основу запропонованого технічного рішення поставлена задача підвищення ефективності установки, у якій хитання маятника забезпечується зусиллям повторно зводимої пружини, що зупиняє обертовий по інерцн маховик, установлений на вантажі маятника. Технічним результатом такого рішення є підвищення ККД пристрою і спрощення конструкції нематично пов'язаний муфтою зчеплення з механізмом навантаження, що відрізняється тим, що на валі двигуна закріплен маховик, що взаємодіє за допомогою механізму зчеплення, наприклад, у вигляді керованої муфти з кулісою або корпусом двигуна, куліса кінематично пов'язана з механізмом зчеплення, наприклад, у вигляді керованої муфти з корпусом маятника, маховик пружиною сполучений із кулісою, а маховик і куліса постачені датчиками кута повороту і швидкості. Це досягається тим, що в маятниковому енергетичному пристрою , що містить корпус і підвішений до нього маятник, що складається з куліси і вантажу у виді двигуна і кінематично пов'язаний керованою муфтою зчеплення з механізмом навантаження, відповідно до винаходу, на валі двигуна закріплений маховик, що взаємодіє за допомогою механізму зчеплення, наприклад, у виді керовано) муфти з кулісою або корпусом двигуна, куліса кінематично пов'язана механізмом зчеплення, наприклад, у виді керованої муфти, із корпусом маятника, маховик пружиною сполучений із кулісою, а маховик і куліса забезпечені датчиками кута повороту і швидкості Істотні ознаки конструкції: - наявність маховика і пружини дозволяють: а) закручувати маховик і зводити (розтягувати) пружину, б) розкручувати маховик зведеною пружиною, в) зупиняти обертовий по інерції маховик зусиллям повторного зведення пружини, г) піднімати маятник зусиллям повторного зведення пружини, що зменшує витрати енергії на хитання маятника, підвищує ефективність і ККД установки; - наявність стопорів маховика \ куліси у вигляді керованих муфт зчеплення дозволяє виключити дію реактивного моменту на куліси в процесі закручування і розкручування маховика і фіксувати положення маховика при зведеній пружині, що підвищує надійність роботи і зменшує витрати енергії на повторне зведення пружини. о CM ю со 35P70 датчики кута повороту і швидкості махови ка і куліси дозволяють робити перемикання ме ханізмів у положеннях що відпов'дають найбіль шим значенням потенційної енерги пружини і вантажу маятника що сприяє підвищенню ККД уста иовки На фіг 1 зображена принципова схема пристрою На фіг ? вид А на фіг і На фіг 3 4 5 6 7 положення елементів пристрою по так тах його роботи Маятниковий енергетичний пристрій містить нерухомий корпус 1 до якого через підшипники кріпиться поворотний вал 2 із маятником що складається з куліси 3 і вантажу у вигляді двигуна 4 Поворотний вал 2 пов язаний із керованими муф гами зчеплення одна з яких 5 передає обертання на механпм навантаження а друга 6 фіксує кулісу в нерухомому стані стосовно корпуса 1 Пружина розтягу 7 своїми кінцями шарнірно криигься до f пиці маховика 8 і куліси 3 наприклад у точці що знаходиться на ВІСІ обертання на валі 2 Маховик 8 насаджений на вал двигуна разом із керованою муфтою зчеплення 9 що з'єднує його наприклад із корпусом двигуна і гальмує його обертання щодо куліси 3 Датчики кута повороту і швидкості маховика (не показані) взаємодіють із вільним кінцем вала двигуна а датчики кута повороту і швидкості куліси (не показані) із валом 2 Установка працює таким чином У початковому положенні (див фіг 3) куліса З маятника муфтою 6 сполучені з корпусом 1 і зафіксовані в нерухомі положення Пружина 7 відпущена й утримуг спицю кріплення СПІВВІСНО куліси маятника Вмиканням двигуна 3 роблять закру чувания маховика 8 проти годинникової стрілки і зведення пружини 7 При повороті маховика на за даний кут початкової закрутки Єо за сигналом датчика двигун вимикається і вмикається муфта 9 щб гальмує маховик 8 стосовно куліси 3 Установка приведена у вихідний стан (див фіг 4) Робочий цикл починається після розчіплювання муфти 9 Пружина 7 стискуючись розкручує маховик за го динниковою стрілкою (див фіг 5) розганяючи його до максимальної швидкості в положенні що відпо вщаг початковому У цей момент по сигналу датчика швидкості маховика розчіплюється муфта б, що звільняє кулісу 3 що під дією сили натягу повторно зводимої шо обертається по інерції маховиком пружини почне повертатися по годинниковій стрілці Обертання маховика у відносному спрямуванні припиняється після повторного зведенні пружини 7 що відповідає повороту маховика на кут в max Кут в max відрізняється від кута початкової закрутки на кут ДО що залежить від розміру механічних витрат на тертя До цього моменту куліса 3 повернеться на робочий кут фрав (див фіг 6) За сигналом датчика швидкості маховика (у момент його зупинки) відбувається спрацьовування муфт 5 і 9 Муфта 9 гальмує маховик із повторно зведеною на кут повороту в max пружиною, а муфта 5 з'єднує кулісу з механізмом навантаження Під час опускання маятника потенційна енергія вантажу (двигуна з маховиком) витрачається на здійснення корисної роботи При досягненні кулісою положення рівноваги по сигналу датчика швидкості куліси спрацьовує муфта 6 що викликає н зупинку Далі відбувається короткочасне вмикання двигуна для докрутки маховика на кут Дв Установка приводиться у вихідне положення з кутом закрутки маховика на кут во у протилежному напрямку (див фіг 7) Далі цикл роботи пристрою повторюється на протилежному куті хит ання куліс ЕКОНОМІЧНІСТЬ пристрою і високий ККД забезпечується тим, що на всі цикли, наступні за пер шим витрачається енерпя, необхідна для компенсації втрат на тертя, що ВІДПОВІДНИМИ технічними рішеннями можуть бути зведені до мінімуму Якщо в складі пристрою застосувати електричний двигун спеціальної конструкції, то хитання маятника можна забезпечити без пружини - реактивним моментом що виникає в двигуні при генераторному або рекуперативному гальмуванні маховика Джерела інформації 1 Патент РФ № 2051292 МКИ F03G 3/00 2 Патент РФ № 2022163 МКИ F03G 3/00 від 04 04 91 Надр 30 10 94 р Бюл № 20 (прототип) 35270 \ \\ W\ Фіг. 2 ФігЛ Фіг. З Фіг. 4 Фіг. 5 Фіг. 6 Фіг. 7 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03