Маховик с инерционным рекуператором



Маховик с инерционным рекуператором
Маховик с инерционным рекуператором
Маховик с инерционным рекуператором
Маховик с инерционным рекуператором

 


Владельцы патента RU 2444657:

ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия (RU)

Изобретение относится к машиностроению. Маховик содержит обойму с возможностью ее свободного вращения относительно маховика. На маховике выполнены пазы, в которых установлены подпружиненные ролики. На направляющей одного из роликов выполнен поводок, к которому присоединен рычаг с грузом. Ось вращения рычага расположена на боковой поверхности маховика. Достигается повышение плавности вращения в неустановившихся режимах и стабилизация работы привода при кратковременных динамических нагрузках. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гасителям крутильных колебаний, устанавливаемым в силовом приводе транспортного средства.

Известен гаситель крутильных колебаний жидкостного трения, содержащий корпус, крышку, маховик, пробку заливного отверстия, жидкость с высокой вязкостью, фланец крепления гасителя, элемент, выполненный в виде отдельной пластины, которая крепится в крышке. Диаметр поверхности центрирования превышает диаметр расположения наружной периферии крепежных отверстий (Пат.№2225955 Российская Федерация, МПК7 F16F 15/173, опубл.20.03.2004).

Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, является то, что гаситель колебаний жидкостного трения предназначен только для гашения крутильных колебаний и не позволяет рекуперировать энергию.

Известна муфта свободного хода (Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений. - 5-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1991. - 383 с: ил. Стр.373-374, рис 17.36), содержащая шестерню с валом, обойму, ролик, толкатель и пружину, удерживающую ролик в постоянном соприкасании с обоймой.

Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, является то, что обойма может свободно вращаться при замедлении скорости вращения шестерни и крутящий момент не может передаваться от обоймы к шестерне.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - рекуперация кинетической энергии в механических приводах.

Технический результат - повышение плавности вращения в неустановившихся режимах и стабилизация работы привода при кратковременных динамических нагрузках.

Указанный технический результат достигается тем, что на маховике установлена обойма, обладающая моментом инерции, большим, чем маховик, удерживаемая от осевого смещения кольцом и имеющая возможность вращения относительно маховика, к внутренней поверхности обоймы могут прижиматься подпружиненные ролики, заклинивая маховик и обойму, причем один из роликов может перемещаться посредством рычага за счет центробежных сил, действующих на груз, прикрепленный к рычагу.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существующим признакам заявленного объекта.

Следовательно, заявленное предлагаемое изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.

На фиг.1 изображен маховик в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А маховика, на фиг.3 и 4 - варианты соединения нескольких маховиков с разными инерционными характеристиками.

Устройство состоит (фиг.1) из маховика 1, обоймы 2, установленной на маховике и удерживаемой от осевого смещения кольцом 3 (фиг.2). На маховике 1 выполнены пазы 4 и 5, в которых установлены соответственно ролики 6 и 7 с направляющими 8 и 9.

Ролики 6 и 7 прижимаются к внутренней поверхности обоймы 2 посредством пружин 10 и 11. На направляющей 9 выполнен поводок 12, к которому присоединен рычаг 13, ось вращения 14 которого находится на боковой поверхности маховика 1, к концу рычага 13 прикреплен груз 15.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При разгоне маховика 1 ролики 6 и 7 под действием пружин 10 и 11 прижимаются к обойме 2 и заклинивают маховик 1 и обойму 2, в результате чего маховик 1 и обойма 2 разгоняются с одинаковой скоростью. Как только процесс разгона начинает заканчиваться, под действием центробежных сил груз 15 отклоняется от оси вращения маховика 1, поворачивая рычаг 13 относительно оси 14 и смещая поводок 12 направляющей 9, увлекая за собой ролик 7, сжимая пружину 11. Ролик 7 расклинивает обойму 2 и маховик 1. Устройство начинает работать как муфта свободного хода. При замедлении обоймы 2 будет происходить заклинивание ролика 6, в результате чего обойма 2 опять начнет вращаться со скоростью, равной скорости маховика 1. Таким образом, на установившемся режиме работы скорости вращения маховика 1 и обоймы 2 одинаковы и постоянны.

При возникновении момента сопротивления на валу маховика 1 скорость его начнет падать, резкое уменьшение угловой скорости маховика 1 вызывает уменьшение действия центробежных сил на груз 15, который смещается к оси вращения под действием пружины 11, ролик 7 прижимается к внутренней поверхности обоймы 2, заклинивая маховик 1 и обойму 2. Обойма 2, имея угловую скорость, большую, чем у маховика 1, и обладая большей кинетической энергией, чем маховик, так как момент инерции обоймы больше момента инерции маховика, передает кинетическую энергию маховику 1, который под действием полученного импульса быстрее выходит на установившийся режим работы.

При динамических нагрузках различной частоты и амплитуды возможно использовать батарею из несколько соединенных последовательно маховиков 16, 17 и 18 (фиг.3), имеющих различные инерционные характеристики.

Для снижения динамических нагрузок на энергетическую установку возможно упруго демпфирующее соединение маховиков 19 и 20 (фиг.4) посредством упругого элемента 21 и демпфера 22.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство предназначено для рекуперации кинетической энергии в механических приводах и снижения динамических нагрузок на энергетическую установку;

- средство, воплощающее заявленный объект, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию промышленная применимость по действующему законодательству.

1. Маховик с инерционным рекуператором, содержащий маховик и обойму с возможностью ее свободного вращения относительно маховика, отличающийся тем, что на маховике выполнены пазы, в которых установлены подпружиненные ролики, причем на направляющей одного из роликов выполнен поводок, к которому присоединен рычаг с грузом, а ось вращения рычага расположена на боковой поверхности маховика.

2. Маховик с инерционным рекуператором по п.1, отличающийся тем, что он может быть выполнен составным, состоящим из нескольких маховиков, соединенных последовательно и имеющих разные инерционные характеристики.

3. Маховик с инерционным рекуператором по п.2, отличающийся тем, что последовательное соединение маховиков может быть осуществлено посредством упругодемпфирующих связей.



 

Похожие патенты:

Маховик // 2439394
Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в машинах, имеющих в приводе маховик. .

Изобретение относится к области энергетического машиностроения. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для развития перерабатывающих заводов сельского хозяйства, а также для собственных нужд железных дорог.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гасителям крутильных колебаний жидкостного трения. .

Демпфер // 2405991
Изобретение относится к демпфирующим устройствам, а именно к средствам для гашения колебаний роторов и валов в машиностроении. .

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в установках сельскохозяйственного и промышленного назначения. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкции автомобилей и в системах ориентации искусственных спутников Земли. .

Изобретение относится к инерционным аккумуляторам энергии. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности накопителям энергии для транспортных электрифицированных систем, источников аварийного и бесперебойного питания для атомных, ветровых и солнечных электростанций

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к маховикам коленчатого вала двигателя автомобиля

Изобретение относится к машиностроению. Маховик содержит массивный обод, являющийся связующим звеном для полумуфт, размещенных на валах электродвигателя и начального звена механизма. Массивные ползуны выполнены с возможностью перемещения в радиальных пазах обода и образуют с ним поступательные кинематические пары. Спицы образуют вращательные кинематические пары в соединениях с полумуфтами и ползунами. Достигаются регулирование величины момента инерции в процессе работы маховика и снижение величины пускового момента. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к накопителям энергии для транспортных электрифицированных систем, источников аварийного и бесперебойного питания для атомных, ветровых и солнечных электростанций. Технический результат изобретения заключается в создании конструкции маховика накопителя с повышенной энергией вращения, меньшими потерями на трение в опорном узле и более безопасного при аварии. Накопитель энергии включает вакуумируемый корпус с маховиком в виде вертикального цилиндрического трубчатого ротора из двух или более труб. Трубы соединены гибкими элементами, периферия которых установлена в смежные трубы ротора. Статор мотор-генератора закреплен в корпусе, ротор мотор-генератора закреплен на роторе с опорным подшипником в нижней части ротора и магнитным подшипником с постоянным магнитом в верхней части. Вращающиеся элементы опор закреплены на центральной части гибких элементов. В накопителе установлен дополнительный мотор-генератор. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах различных машин, например автомобилей. Маховик переменного момента инерции содержит вал (1), на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн (2) и установлен барабан (4) с возможностью поворота вокруг вала. На концах кронштейна с возможностью поворота закреплены маховичные секторы (5), позволяющие накапливать кинетическую энергию. Концы маховичных секторов соединены тросами (6) с барабаном. В полости, образованной валом и барабаном, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины, навитой вокруг вала, концы которой соединены с барабаном (4) и трехлучевым кронштейном (2). Изобретение позволяет уменьшить расход топлива в двигателе за счет накопления энергии при рекуперативном торможении и последующего использования накопленной энергии для трогания с места и разгона автомобиля. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Маховик переменного момента инерции содержит вал, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлена с помощью подшипников центральная шестерня. На концах кронштейна закреплены соосно маховичные секторы, позволяющие накапливать кинетическую энергию, и зубчатые секторы, жестко соединенные с маховичными секторами. Зубчатые секторы находятся в зубчатом зацеплении с центральной шестерней. Накопитель потенциальной энергии выполнен в виде пружины, навитой вокруг вала в полости, образованной валом и центральной шестерней. Концы пружины соединены с центральной шестерней и трехлучевым кронштейном. Достигается уменьшение расхода топлива в двигателе за счет накопления энергии при рекуперативном торможении и последующего использования накопленной энергии для трогания с места и разгона автомобиля. 3 ил.

Группа изобретений относится к динамическим гасителям крутильных колебаний и может быть использована в бурении нефтяных и газовых скважин. Динамический виброгаситель крутильных колебаний содержит корпус с расположенным внутри него маховиком, в теле которого закреплены грузы, маховик выполнен в виде системы двухзвенника. Согласно первому варианту амортизаторы с одного конца входят в массу-шарнир, с другого, посредством приваренного кронштейна и проушин, в грузы, выполненные в виде цилиндрических сегмент-планок. Согласно второму варианту внутри корпуса с одной стороны установлен шток с прижимными винтами и стопорным кольцом, с другой стороны - шток и подпирающая его пружина. Амортизаторы с одного конца входят в массу-шарнир, с другого, посредством поперечины, в грузы в виде цилиндрических сегмент-планок, в которых предусмотрены различной глубины выемки. В обоих вариантах между грузами вставлены эластичные элементы, на зазор Δ, совместно с грузами, отстоящие от шайбы с маховой массой в виде полого цилиндра. Достигается увеличение демпфирующих характеристик, снижение негативного влияния крутильных колебаний на бурильный инструмент в широком диапазоне изменения частоты его вращения, увеличение надежности и ресурса, снижение числа отказов оборудования. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство содержит обод, связывающий полумуфты. Полумуфты размещены на валах электродвигателя и начального звена механизма. Обод содержит направляющие с профильным сечением, расположенные диаметрально противоположно относительно вала. Ползуны выполнены в виде плавающих грузов, перемещаемых перпендикулярно оси вращения. Электромеханические приводы перемещают плавающие грузы. Электромеханические приводы содержат шаговый электродвигатель и роликовинтовую пару. Достигается расширение арсенала технических средств. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Группа изобретений относится к электрическим транспортным средствам, характеризующимся заряжаемыми механическими аккумуляторами, например маховиками. Маховичный аккумулятор состоит из трех маховичных накопителей энергии идентичной конструкции. Маховичный накопитель состоит из кожуха, подшипников, вала, маховика и электрической машины. На валу закреплены маховик и ротор электической машины. Ротор каждого маховичного накопителя энергии выполнен с одинаковым суммарным моментом инерции относительно его оси вращения. В кожухе закреплены статор электрической машины и подшипники. Оси вращения ротора каждого маховичного накопителя пересекаются в одной точке и сдвинуты в пространстве на 120°, и накопители размещены на одинаковом расстоянии от точки пересечения их осей. По второму варианту маховичный аккумулятор состоит из четырех маховичных накопителей энергии. Оси вращения ротора каждого маховичного накопителя пересекаются в одной точке и сдвинуты в пространстве на угол (arcsin(1/3)+90°)=109,47° относительно друг друга, и накопители размещены на одинаковом расстоянии от точки пересечения их осей. Технический результат заключается в полной компенсации гироскопического момента, вредно воздействующего на транспортное средство, при использовании маховичного аккумулятора энергии. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх