Механизм для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала этого устройства с функцией предохранения и его работа (варианты)
Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к приводам. Механизмам преобразования неравномерного движения рабочих органов устройств в равномерное вращение выходного вала с функцией предохранения состоит из немагнитных корпуса, выходного вала, маховика, рабочих органов в виде лопастей, а также из магнитных вкладок, слоя взаимодействия и накладок. Передача вращательного движения осуществляется магнитными силами через немагнитный корпус. Передача происходит от движущихся рабочих органов к выходному валу в результате взаимодействия между вкладками и слоем взаимодействия. Магнитные накладки закреплены между слоем взаимодействия и вкладками рабочих органов. Количество магнитных накладок соответствует количеству вкладок, расположенных на одном из рабочих органов. Слой взаимодействия расположен на маховике, расположенном на выходном валу, напротив вкладок и выполнен в виде кольца. Вкладки расположены в каждом рабочем органе устройства напротив слоя взаимодействия. Достигается повышение надежности. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
Механизм для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала устройства с функцией предохранения, и его работа. (варианты)
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к механизмам для преобразования неравномерного вращательного движения двух и более рабочих органов таких устройств, как двигателей внутреннего сгорания, силовых установок, работающих на горячих газах или продуктах сгорания, компрессоров, насосов, роторных машин, гидравлических и газодинамических машин, далее именуемых устройствами, в равномерное вращение выходного вала, одновременно предохраняя устройства, а также агрегаты, которым выходной вал передает свое вращение, от повреждений при таких нештатных ситуаций, как заклинивание, превышение нагрузок действующих на механизмы и т.д.
Из предшествующего уровня техники известен механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, SU 1320571, F16H 21/14, 30.06.1987 г., в котором в качестве синхронизатора движения использован эксцентриковый кривошипно-ползунный механизм (планетарный редуктор с сателлитом внутреннего зацепления).
Недостатками вышеупомянутого механизма синхронизации являются сложность его изготовления, а также возникновение резких переменных нагрузок и ударов, которые вызывают появление усталости металла, вследствие чего детали механизма синхронизации начинают выкрашиваться и быстро выходят из строя. Поэтому известные механизмы для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала устройства не могут обеспечить длительную и надежную работу вышеупомянутого устройств или других устройств со схожими характеристиками.
Во всех рассмотренных патентах, включающих механизмы преобразования неравномерного вращательного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала устройства, механизма подобного по технической сути не найдено. В связи с этим отсутствуют прототипы данного изобретения и аналоги технического решения.
Техническим результатом в данном изобретения является создание надежного, работоспособного механизма для преобразования неравномерного вращательного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала устройства с функцией предохранения, при этом предохраняющего от повреждений, как само устройство, так и агрегаты, которым передается равномерное вращение.
Указанный технический результат достигается за счет использования явления магнетизма, то есть механизм для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала устройства с функцией предохранения, далее именуемый механизмом для преобразования движения, действует на основе притяжения материалов магнитным полем- парамагнетизме и выталкивание материалов из магнитного поля -диамагнетизме, (материал из книги «ЧТО ТАКОЕ МАГНЕТИЗМ», автор П.К. Белов доктор физико-математических наук, Гостехиздат, г. Москва, 1955, стр. 17). При этом система предохранения в механизме для преобразования движения достигается за счет настройки силы взаимодействия между деталями этого механизма. (По материалам демонстрации действия магнитной передачи в магнитной муфте https://www.youtube.com/watch?v=-y9ksqFO60c ANTRIEB RU Magnetic Kupplungen Магнитная муфта .wmv и по материалам инструкции «Рекомендации по выбору правильной предохранительной муфты» http://www.com-sol.ru/katalog/mufty/mayr/pred_2.pdf)
Механизм для преобразования движения - это силовой механизм, преобразующий неравномерное вращательного движения от двух или более рабочих органов, в равномерное движение выходного вала, и одновременно предохраняющий от повреждений при нештатных ситуациях, как сами устройства, создающие неравномерные вращательные движения, так и механизмы, которым выходной вал передает равномерное вращательное движение. Преобразование движения происходит за счет создания и прерывания эффекта магнитной передачи. С помощью эффекта магнитной передачи происходит передача движения от рабочих органов выходному валу бесконтактным способом. При этом передача движения происходит как напрямую, то есть без преград, так и через преграду, то есть через корпус устройства. Одновременно с передачей движения, происходит смена движения рабочих органов друг относительно друга. Смена происходит благодаря прерыванию эффекта магнитной передачи у тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках движения рабочих органов, далее именуемых мертвыми точками, то есть в местах остановки движения одних рабочих органов и начале движения других рабочих органов. Функция предохранения осуществляется одновременно с передачей и преобразованием движения. Это происходит за счет проскальзывания деталей, создающих эффект магнитной передачи, друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов.
При этом в устройствах для превращения изменения давления газа, пара или жидкости в механическую работу или, наоборот, в качестве основной детали рабочих органов, совершающих неравномерные возвратно-поступательные круговые движения внутри рабочего пространства корпуса, используются: поршни, лопасти, валы, системы крепления их друг к другу, а также схожие по свойству узлы или детали. Внутри рабочего пространства корпуса устройства может находиться два и более рабочих органа, каждый из которых может состоит из нескольких поршней, лопастей или схожих по свойствам узлов или деталей, а так же и другие детали устройства совершающие неравномерные возвратно-поступательные движения, которые собраны в блоки рабочих органов, то есть блоки лопастей, блоки поршней или в блоки других деталей или узлов, далее именуемые рабочими органами.
Механизм для преобразования движения с функцией предохранения состоит из вкладок и слоя взаимодействия, которые создают и прерывают эффект магнитной передачи и магнитных накладок, если их наличие предусмотрено конструкцией механизма, которые служат только для прерывания эффекта магнитной передачи.
При работе механизм для преобразования движения с функцией предохранения, где бесконтактная передача движения происходит напрямую, без препятствий, обязательно выполнения следующего условия:
- детали устройства, включая корпус устройства, подверженные воздействию магнитных полей, за исключением самого механизма для преобразования движения, изготавливают из твердых немагнитных материалов и сплавов, пара-, диа- и слабоферромагнитных материалов, не являющихся магнитами и не притягивающимися магнитами, для того, чтобы детали, изготовленные из магнитов или из ферромагнетиков, не притягивались бы к другим деталям устройства, тем самым не тормозя движение выходного вала.
При работе механизма для преобразования движения, где бесконтактная передача движения происходит через препятствие, то есть через корпус устройства, обязательно выполнение следующих условий:
- детали устройства, включая корпус устройства, подверженные воздействию магнитных полей, за исключением самого механизма для преобразования движения, изготавливают из твердых немагнитных материалов и сплавов, пара-, диа- и слабоферромагнитных материалов, не являющихся магнитами и не притягивающимися магнитами, для того, чтобы детали, изготовленные из магнитов или из ферромагнетиков, не притягивались бы к другим деталям устройства, тем самым не тормозя движение выходного вала;
- корпус устройства изготавливаются из материалов, которым присущи минимальные потери на вихревые токи, для того, чтобы детали, изготовленные из магнитов, при движении вблизи корпуса или внутри корпуса, не возбуждали вихревые токи, тем самым не тормозя движение выходного вала.
Магнитная передача возникает только между вкладками тех рабочих органов, которые совершают вращательные движения, и слоем взаимодействия, который передает вращение от рабочих органов выходному валу.
Разрывается, то есть прерывается, магнитная передача двумя вариантами:
Вариант 1.
За счет установки магнитных накладок, выполненных из диамагнетиков или магнитов, которые и разрывают магнитную передачу между вкладками тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест.
Вариант 2.
- За счет изменения полярности электромагнитов в той части слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, благодаря чему создается отталкивающая сила на основе одноименных магнитных полюсов, между вкладками тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, при обязательным условии, что вкладки изготовлены из магнитов, и магнитные полюса вкладок и магнитные полюса слоя взаимодействия, направленные друг на друга, разноименны.
- За счет изменения полярности электромагнитов в тех вкладках рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, вследствие чего возникает отталкивающая сила на основе действия одноименных магнитных полюсов между вкладками в тех рабочих органах, которые стоят в мертвых точках и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, при обязательным условии, что слой взаимодействия изготавливают из магнитов, и магнитные полюса вкладок и магнитные полюса слоя взаимодействия, направленные друг на друга, разноименны.
Благодаря разрыву, то есть прерыванию магнитной передачи, смена движения рабочих органов происходит независимо от вращения выходного вала, а также никак не влияет на его вращение.
Расположение деталей и их количество в механизме для преобразования движения могут быть следующими:
- слой взаимодействия располагается внутри маховика, расположенном на выходном валу или на поверхности выходного вала, в виде кольца, напротив вкладок;
- вкладки расположены в различных местах, рабочих органах устройства (блоках рабочих органов устройства), напротив слоя взаимодействия и количество их в рабочих органах от одного и более, при этом располагаются они в каждом из рабочих органов друг относительно друга симметрично и количество их в каждом из рабочих органов друг относительно друга одинаково;
- магнитные накладки могут быть, частью корпуса или располагаться снаружи корпуса устройства как на отдельном постаменте, так и прикрепленными к наружной части корпуса устройства. Магнитные накладки располагаются между слоем взаимодействия и вкладками, в местах расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках и количество магнитных накладок соответствует количеству вкладок в каждом из рабочих органов.
При этом все детали механизма для преобразования движения, а именно: слой взаимодействия, вкладки и магнитные накладки, находятся напротив друг друга.
Предохранительная функция механизма для преобразования движения осуществляется посредством настройки силы взаимодействия между слоем взаимодействия и вкладками таким образом, чтобы создавать, с одной стороны, устойчивый эффект магнитной передачи, а с другой стороны, в случае перегрузки, то есть превышения или уменьшения допустимой скорости вращения одной из деталей, проявляющейся в виде торможения или, наоборот, ускорения вращения одной из них, разрывать магнитную передачу. Это происходит благодаря проскальзыванию слоя взаимодействия или вкладок друг относительно друга, что предохраняет от повреждений при нештатных ситуациях, как устройства, так и агрегаты, которым выходной вал передает равномерное вращательное движение.
Сила взаимодействия между слоем взаимодействия и вкладками, настраивается следующим образом:
- изменением расстояния между вкладками в рабочих органах и слоем взаимодействия;
- использованием в этих деталях магнитов разной мощности, и магнитов с различной схемой расположения полюсов, размеров и форм;
- варьированием размеров вкладок и слоем взаимодействия, а также свойств материалов из которых эти детали изготовлены;
- варьированием свойств материалов корпуса, размеров стенок корпуса, если магнитная передача действует через корпус устройства.
Детали механизма для преобразования движения изготавливают из:
1. Магнитов, то есть из постоянных магнитов или электромагнитов с различным расположением магнитных полей.
2. Магнитов с односторонним расположением магнитных полей и с ярко выраженным магнитным полюсом, то есть магнитов, имеющих два и более полюса, которые расположены определенным образом, за счет чего сила магнитного поля с одной стороны магнита намного больше, чем на других его сторонах, где она крайне мала или полностью отсутствует, то есть ее действием по отношению к максимальному магнитному полю можно пренебречь и сторона обладающая максимальным магнитным полем имеет ярко выраженный магнитный полюс; к таким магнитам относятся:
- постоянные магниты, сконфигурированные методом магнитной сборки Хальбаха, то есть магниты, где магнитное поле с одной стороны практически полностью отсутствует благодаря особому расположению элементов сборки;
- магниты, изготовленные в виде подковы, с расположением разноименных полюсов на противоположных торцах подковы;
- магниты, где полюса одного знака расположены с торца или внутри центра тела, а полюса противоположенного знака расположены на одной из поверхностей тела;
- а также и другие магниты, обладающие схожими свойствами, (по материалам сайта http://valtar.ru/Magnets4/mag_4_13.htm)
3. Постоянных магнитов с различной конфигурацией магнитных полей, то есть магнитов, причиной возникновения магнитных полей которых является движущийся заряд.
4. Электромагнитов, то есть магнитов, причиной возникновения магнитного поля которых является токовый заряд.
5. Диамагнетиков - материалов, обладающих отрицательной магнитной восприимчивостью, атомы которых намагничиваются против направления внутреннего магнитного поля во внешнем магнитном поле, то есть отталкиваются магнитами, таких как пиролитический графит, керамика, сплавы на основе меди и алюминия, и другие материалы, обладающие схожими свойствами.
6. Материалов, хорошо притягивающихся магнитными полями, то есть материалов, проявляющих парамагнитные свойства в магнитном поле, к которым относятся:
- парамагнетики - материалы, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля (J↑↑H) и имеют положительную магнитную восприимчивость, то есть притягиваются магнитами, такие как вольфрам, магний и сплавы на их основе и другие материалы, обладающие схожими свойствами;
- ферромагнитные магнитомягкие материалы, то есть материалы с большой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой, быстро намагничивающиеся и быстро теряющие магнитные свойства при снятии магнитного поля, такие как аморфные магнитные материалы, электротехнические стали, магнитомягкие ферриты, сплавы железа с никелем или железа с никелем и кобальтом и другие материалы, обладающие схожими свойствами;
- ферромагнитные магнитотвердые материалы, то есть материалы с большой магнитной проницаемостью и большой коэрцитивной силой; при этом детали механизма для преобразования движения, изготовленные из этого материала, изначально не намагничены, то есть эти детали перед сборкой не превращают в постоянный магнит.
При первом варианте прерывания магнитной передачи возможны следующие виды совместимости материалов, используемых для изготовления деталей механизма для преобразования движения:
1. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, то есть слой взаимодействия и вкладки изготавливают из магнитов. При этом магнитные полюса слоя взаимодействия и магнитный полюс каждой вкладки, которые направленны друг на друга - разноименны, благодаря притяжению разноименных полюсов друг к другу создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения рабочих органов друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе, между вкладками тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок, изготавливаемых из диамагнетиков, и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках. При этом материал, из которого изготовлены магнитные накладки, выталкивает магнитное поле, той части слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив магнитных накладок и направлена в сторону магнитных накладок, и одновременно с этим выталкивает магнитное поле той стороны вкладок и в тех рабочих органах устройства, которые стоят в мертвых точках, вследствие чего на основе диамагнитных свойств материалов, из которых изготовлены магнитные накладки, создается отталкивающая сила между магнитными накладками и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения магнитных накладок, и между магнитными накладками и вкладками тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках. Благодаря этому происходит разрыв магнитной передачи. В результате чего выходной вал вращается без помех.
2. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, благодаря разноименным магнитным полюсам, то есть слой взаимодействия и вкладки изготавливают из магнитов. При этом магнитные полюса слоя взаимодействия и магнитный полюс каждой вкладки, которые направленны друг на друга - разноименны, благодаря чему создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования неравномерного движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения рабочих органов друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе, между вкладками тех рабочих органах, которые, стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок, изготавливаемых из магнитов с различным расположением магнитных полей, и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках. При этом магнитные полюса каждой стороны магнитной накладки сконфигурированы таким образом, чтобы создавать отталкивающую силу на основе одноименных магнитных полюсов между магнитными накладками и слоем взаимодействия и между магнитными накладками и вкладками, то есть магнитные полюса, той стороны магнитных накладок, которые направлены на слой взаимодействия, одноименны магнитным полюсам той стороны слоя взаимодействия, которые направлены на магнитные накладки. Другие магнитные полюса сторон магнитных накладок, которые направлены на вкладки, также одноименны магнитным полюсам тех сторон вкладок, которые направлены на магнитные накладки, благодаря чему происходит разрыв магнитной передачи. В результате чего выходной вал вращается без помех.
3. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, то есть слой взаимодействия изготавливают из магнитов, а вкладки изготавливают из материалов, хорошо притягивающихся магнитным полем. Благодаря силе притяжения магнитных полей слоя взаимодействия создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения рабочих органов друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе между вкладками в тех рабочих органах, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок, изготавливаемых из диамагнетиков, и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки в тех рабочих органах, которые стоят в мертвых точках. Причем материал, из которого изготовлены магнитные накладки, выталкивает магнитное поле той части слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив магнитных накладок, вследствие чего происходит разрыв, то есть прерывание магнитной передачи. Наряду с этим, стороны магнитных накладок, которые направленны в сторону рабочих органов устройства, не подвергаются никаким магнитным воздействиям, так как у материалов, из которых изготовлены вкладки, отсутствуют магнитные поля. В результате чего выходной вал вращается без помех.
4. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, то есть слой взаимодействия изготавливают из магнитов, а вкладки изготавливают из материалов, хорошо притягивающихся магнитным полем. Благодаря силе притяжения магнитных полей слоя взаимодействия создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения рабочих органов друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе между вкладками в тех рабочих органах, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок, изготавливаемых из магнитов с односторонним расположением магнитных полей направленных в сторону слоя взаимодействия и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки в тех блоках рабочих органах, которые стоят в мертвых точках. При этом сторона каждой магнитной накладки, имеющая магнитное поле, направлена в сторону слоя взаимодействия, и ярко выраженный магнитный полюс этих сторон одноименен полюсам слоя взаимодействия, которые направлены на магнитные накладки. Благодаря отталкивающей силе одноименных магнитных полюсов, направленных друг на друга, происходит разрыв, то есть прерывания магнитной передачи. Причем материал, из которого изготовлены магнитные накладки, выталкивает магнитное поле той части слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив магнитных накладок, вследствие чего происходит разрыв магнитной передачи. Наряду с этим, стороны магнитных накладок, которые направленны в сторону рабочих органов, не подвергаются никаким магнитным воздействиям, так как у материалов, из которых изготовлены вкладки, отсутствуют магнитные поля. В результате чего выходной вал вращается без помех.
5. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, то есть вкладки изготавливают из магнитов с различной конфигурацией магнитных полей, а слой взаимодействия изготавливают из материалов, хорошо притягивающихся магнитным полем. Благодаря силе притяжения магнитных полей вкладок создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения рабочих органов устройства друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте на постоянной основе между вкладками в тех рабочих органах, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органах, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок, изготавливаемых из диамагнетиков, и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки, тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках. Причем материал, из которого изготовлены магнитные накладки, выталкивает магнитное поле вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, вследствие чего происходит разрыв, то есть прерывание магнитной передачи. Наряду с эти, стороны магнитных накладок, которые направленны в сторону слоя взаимодействия, не подвергаются никаким магнитным воздействиям, так как у материалов, из которых сделаны слой взаимодействия, отсутствуют магнитные поля. В результате чего выходной вал вращается без помех.
6. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, то есть вкладки изготавливают из магнитов различной конфигурации, а слой взаимодействия изготавливают из материалов, хорошо притягивающихся магнитным полем. Благодаря силе притяжения магнитных полей вкладок создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения рабочих органов друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе между вкладками тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок, тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок, изготавливаемых из магнитов с односторонним расположением магнитных полей направленных в сторону слоя взаимодействия, и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки в тех рабочих органах, которые стоят в мертвых точках. При этом сторона каждой магнитной накладки, обладающая магнитным полем, направлена в сторону вкладок, и ярко выраженный магнитный полюс этих сторон одноименен полюсам вкладок, которые направлены на магнитные накладки. Благодаря отталкивающей силе одноименных магнитных полюсов, направленных друг на друга, происходит разрыв, то есть прерывание магнитной передачи. Наряду с эти, стороны магнитных накладок, которые направленны в сторону слоя взаимодействия, не подвергаются никаким магнитным воздействиям, так как у материалов, из которых сделаны слой взаимодействия, отсутствуют магнитные поля. В результате чего выходной вал вращается без помех.
При втором варианте прерывания магнитной передачи возможны следующие виды совместимости материалов, используемых для изготовления деталей механизм для преобразования движения с функцией предохранения:
1. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, благодаря притяжению между разноименными магнитными полюсами, то есть вкладки изготавливают из магнитов, а слой взаимодействия изготавливают из электромагнитов, причем магнитные полюса слоя взаимодействия и магнитный полюс каждой вкладки, которые направленны друг на друга - разноименны, благодаря притяжению разноименных полюсов друг к другу, создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи происходит, в одних и тех же местах, на постоянной основе, между вкладками тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, благодаря постоянной смене полюсов в тех электромагнитах слоя взаимодействия, которые находятся напротив мест расположения вкладок, тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках. При смене полюсов в электромагнитах слоя взаимодействии создается отталкивающая сила на основе одноименных магнитных полюсов между вкладками и слоем взаимодействия, благодаря чему магнитная передача разрывается.
2. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, а точнее благодаря разноименным магнитным полюсам, то есть вкладки в рабочих органах изготавливают из электромагнитов, а слой взаимодействия изготавливают из магнитов, причем магнитные полюса слоя взаимодействия и магнитный полюс каждой вкладки, которые направленны друг на друга - разноименны, благодаря притяжению разноименных полюсов друг к другу, создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, происходит в одних и тех же местах, на постоянной основе, между вкладками тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, благодаря смене полюсов в электромагнитах у вкладок тех рабочих органах, которые становятся в мертвые точки. При смене полюсов во вкладках создается отталкивающая сила на основе одноименных магнитных полюсов между вкладками и слоем взаимодействия, благодаря чему магнитная передача разрывается.
Сущность изобретения, его особенности и преимущества будут более понятны из описания его работы на примере применения механизма для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала устройства с функцией предохранения в конструкции роторно-лопастного двигателя внутреннего сгорания, далее именуемого двигателем, с неравномерным движением рабочих органов, представленных в виде двух блоков лопастей, где механизм для преобразования движения преобразует это неравномерное движение двух блоков лопастей в равномерное движение выходного вала двигателя, далее именуемого ротором, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:
Поясняющие изобретение чертежи не охватывают, а тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая его выполнения.
Двигатель с механизмом для преобразования движения содержит корпус 1, внутри которого поочередно друг относительно друга двигаются два блока лопастей: первый блок лопастей 2 и второй блок лопастей 3. Первый блок лопастей 2 состоит из коаксиального вала 4 и лопастей 2.1 и 2.2, закрепленных на этом валу далее именуемый блок лопастей 2, второй блоком лопастей 3 состоит из коаксиального вала 5 и лопастей 3.1 и 3.2, закрепленных на этом валу, далее именуемый блоком лопастей 3. Блоки лопастей 2 и 3, двигаясь попеременно друг относительно друга, создают в корпусе 1 камеры переменного объема: камеру расширения, в начале которой находится свеча зажигания 6, а в конце выпускной клапан для сброса отработанных газов, и камеру сжатия, в начале которой расположен клапан впуска рабочей смеси. В конце камеры сжатия и после выпускного клапана расположены фиксаторы 7. Неравномерное возвратно-поступательные круговое движение блоков лопастей 2 и 3, преобразуется в равномерное вращение выходного вала- ротора 8, благодаря механизму для преобразования движения, который состоит из вкладок 9, находящихся внутри каждой лопасти 1.1, 1.2, 2.1, и 2.2, Фиг. 1, Фиг. 2 или на коаксиальных валах 4, 5 Фиг 3, Фиг. 4, Фиг. 5, которые свободно вращаются как друг относительно друга, так и относительно ротора 8. Слой взаимодействия 10, находится на маховике 11 Фиг. 1, или на роторе 8 Фиг. 3. Магнитные накладки 12, находятся снаружи корпуса 1 Фиг. 6, Схема 1, Схема 2 или в качестве составной части корпуса Фиг. 6, Схема 3, при этом магнитные накладки 12 необходимы при первом варианте прерывания магнитной передачи. Токосъемник 13, используется при необходимости передавать электроэнергию электромагнитам, если они используются в деталях механизма для преобразования движения.
Механизм для преобразования движения преобразовывает неравномерное круговое вращение двух блоков лопастей 2 и 3 в равномерные вращения ротора 8, действуя на основе магнетизма. Он состоит из вкладок 9, слоя взаимодействия 10 и магнитных накладок 12, где передача колебательного кругового движение от блоков лопастей 2, 3 к ротору 8 происходит бесконтактным способом за счет эффекта магнитной передачи, при одновременной смене вращения блоков лопастей друг относительно друга в мертвых точках их движения, благодаря прерыванию магнитной передачи.
Магнитная передача возникает между вкладками 9, расположенными внутри лопастей 2.1, 2.2, и 3.1, 3.2, или на соответствующих коаксиальных валах 4, 5 и слоем взаимодействия 10, расположенном в маховике 11 или на роторе 8. При этом, если вкладки 9 расположены в лопастях 2.1, 2.2, и 3.1, 3.2, а слой взаимодействия на маховике 11, то эффект магнитной передача возникает через преграду, то есть через корпус 1 Фиг. 1, а при расположении вкладок 9 на коаксиальных валах 4, 5 и слоя взаимодействия 10 на роторе 8, эффект магнитной передачи возникает, как напрямую между этими деталями Фиг. 3., так и через корпус, если он предусмотрен конструкцией. Магнитная передача, возникает на основе парамагнетизма, за счет притяжения разноименных магнитных полюсов друг другу или за счет притяжения различных материалов к магнитам, а точнее к магнитным полям, и при этом силы взаимодействия между деталями механизма для преобразования движения настраивается таким образом, чтобы создавать, с одной стороны, устойчивую магнитную передачу, а с другой стороны, в случае перегрузки, то есть превышении или уменьшении допустимой скорости вращения слоя взаимодействия 10 или вкладок 9 друг относительно друга, происходит проскальзывание слоя взаимодействия 10 или вкладок 9 друг относительно друга, тем самым создавая эффект предохранения от повреждений.
Разрывается, то есть прерывается, магнитная передача двумя вариантами:
Вариант 1: Фиг. 1, Схема 1, Фиг. 3, Схема 1, Фиг. 4, за счет установки магнитных накладок 12, выполненных из диамагнетиков, или магнитов, которые и разрывают магнитную передачу, между вкладками 9 в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок 9 в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест.
Вариант 2: Фиг. 1, Схема 2, Фиг. 3, Схема 2, Фиг. 5, за счет смены полярности в электромагнитах в той части слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок 9 в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, благодаря чему создается отталкивающая сила на основе одноименных магнитных полюсов, между вкладками 9 того блока лопастей, который стоит в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия 10, которая находится напротив мест расположения вкладок 9 в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест;
за счет смены полярности в электромагнитах во вкладках 9 тех блоков лопастей, которые стоят в мертвых точках, благодаря чему создается отталкивающая сила на основе одноименных магнитных полюсов, между вкладками 9 того блока лопастей, который стоит в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок 9 тех блоков лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест. В данном случае этот вариант не рассматривается в связи со сложностью изготовления подобного механизма, так как блоки лопастей подвергаются воздействию высоких температур, что осложняет работу электромагнитов, расположенных в них.
Прерывание магнитной передачи приводит к плавной смене движения блоков лопастей 2 и 3 друг относительно друга, при этом вращение ротора 8 никак не влияет на смену движения блоков лопастей 2 и 3, также, как и смена движения блоков лопастей 2 и 3, никак не влияет на вращение ротора 8, который вращается благодаря инерции.
Механизм для преобразования движения состоит из: Вариант 1: Фиг. 1, Схема 1, Фиг. 3, Схема 1, из вкладок 9, слоя взаимодействия 10 и магнитных накладок 12.
Вариант 2: Фиг. 1, Схема 2, Фиг. 3, Схема 2, из вкладок 9 и слоя взаимодействия 10.
Обязательными условиями работы механизма для преобразования движения являются:
при передачи вращения через корпус устройства Фиг. 1 Схема 1, Схема 2:
- изготовление всех деталей устройства, включая корпус, за исключением самого механизм для преобразования движения из твердых немагнитных материалов и сплавов, пара-, диа- и слабоферромагнитных материалов, не являющихся магнитами и не притягивающимися магнитами, для того, чтобы детали, изготовленные из магнитов или из ферромагнетиков, не притягивались бы к другим деталям устройства, тем самым не тормозя движение ротора 8;
- изготовление корпуса устройства из материалов, которым присущи минимальные потери на вихревые токи, для того, чтобы детали, изготовленные из магнитов, при движении вблизи корпуса или внутри корпуса, не возбуждали вихревые токи, тем самым не тормозя движение ротора 8;
при передаче вращения напрямую Фиг. 3, Схема 1, Схема 2:
- изготовление всех деталей устройства, за исключением самого механизма для преобразования движения изготавливают из твердых немагнитных материалов и сплавов, пара-, диа- и слабоферромагнитных материалов, не являющихся магнитами и не притягивающимися магнитами, для того, чтобы детали, изготовленные из магнитов или из ферромагнетиков, не притягивались бы к другим деталям устройства, тем самым не тормозя движение ротора 8.
Детали механизма для преобразования движения в двигателе расположены следующим образом:
- слой взаимодействия 10 располагается внутри маховика 11 Фиг. 1 расположенного на роторе 8, или на самом роторе 8 Фиг. 3, в виде кольца, находящегося напротив вкладок 9;
вкладки 9 располагаются внутри каждой лопасти 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, Фиг. 1, Фиг. 2, или располагаются на других деталях блоков лопастей, таких как коаксиальные валы 4, 5, как показано на Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 5, при этом - всегда напротив слоя взаимодействия 10, количество их в каждом блоке лопастей одинаково, и они симметричны друг относительно друга, то есть количество вкладок 9, расположенных внутри блока лопастей 2 равно количеству вкладок 9 в блоке лопастей 3, и они симметричны расположены друг относительно друга;
- магнитные накладки 12 располагаются между слоем взаимодействия 10 и вкладками 9 тех блоков лопастей, которые стоят в мертвых точках, причем магнитные накладки 12 располагаются на отдельном постаменте Фиг. 6, Схема 2, Фиг. З, Схема 1 крепятся к наружной части корпуса 1 Фиг. 6, Схема 1, или являются частью корпуса Фиг. 6, Схема 3, и при этом количество магнитных накладок всегда равно количеству вкладок 9 в одном из блоков лопастей, в данном случае двум, так как блоки лопастей 2 и 3 имеют по две вкладки 9, которые расположены в лопастях 2,1, 2.2, 3.1, 3.2 или на коаксиальных валах 4 и 5.
Детали механизма для преобразования движения изготавливают из:
1. Магнитов, то есть из постоянных магнитов или электромагнитов с различным расположением магнитных полей.
2. Магнитов с односторонним расположением магнитных полей, то есть магнитов, имеющих два и более полюсов, которые расположены определенным образом, за счет чего сила магнитного поля с одной стороны магнита намного больше, чем на других его сторонах, где она крайне мала или полностью отсутствует, то есть ее действием по отношению к максимальному магнитному полю можно пренебречь. К таким магнитам относятся:
- постоянные магниты, сконфигурированные методом магнитной сборки Хальбаха, то есть магниты, где магнитное поле с одной стороны практически полностью отсутствует благодаря особому расположению элементов сборки;
- магниты, изготовленные в виде подковы, с расположением разноименных полюсов на противоположных торцах подковы;
- магниты, где полюса одного знака расположены с торца или внутри центра тела, а полюса противоположенного знака расположены на одной из поверхностей тела,
- другие магниты, обладающие схожими свойствами, (по материалам, сайта http://valtar.ru/Magnets4/mag_4_13.htm).
3. Постоянных магнитов с различной конфигурацией магнитных полей, то есть магнитов, причиной возникновения магнитных полей которых является движущийся заряд.
4. Электромагнитов, то есть магнитов, причиной возникновения магнитного поля которых является токовый заряд.
5. Диамагнетиков - материалов, обладающих отрицательной магнитной восприимчивостью, атомы которых намагничиваются против направления внутреннего магнитного поля во внешнем магнитном поле, то есть отталкиваются магнитами, таких как пиролитический графит, сплавы на основе меди и алюминия и другие материалы, обладающие схожими свойствами.
6. Материалов, хорошо притягивающихся магнитными полями, то есть материалов, проявляющих парамагнитные свойства в магнитном поле, к которым относятся:
- парамагнетики - материалы, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля (JTTH) и имеют положительную магнитную восприимчивость, то есть притягиваются магнитами, такие как вольфрам, магний и сплавы на их основе и другие материалы, обладающие схожими свойствами;
- ферромагнитные магнитомягкие материалы, то есть материалы с большой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой, быстро намагничивающиеся и быстро теряющие магнитные свойства при снятии магнитного поля, такие как аморфные магнитные материалы, электротехнические стали, магнитомягкие ферриты, сплавы железа с никелем или железа с никелем и кобальтом и другие материалы, обладающие схожими свойствами;
- ферромагнитные магнитотвердые материалы, то есть материалы с большой магнитной проницаемостью и большой коэрцитивной силой; при этом детали магнитного синхронизатора, изготовленные из этого материала, изначально не намагничены, то есть эти детали перед сборкой не превращают в постоянный магнит.
При первом варианте прерывания магнитной передачи, возможны следующие сочетания совместимости материалов, используемых для изготовления деталей механизма для преобразования движения в двигателе:
1. Фиг. 1, Схема 1, Фиг. 3, Схема 1. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, то есть слой взаимодействия 10 и вкладки 9 изготавливают из магнитов. При этом магнитные полюса слоя взаимодействия 10 и магнитный полюс каждой вкладки 9, которые направлены друг на друга - разноименны, благодаря притяжению разноименных полюсов друг к другу создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения блоков лопастей друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе, между вкладками 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок 12, изготавливаемых из диамагнетиков, и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках. При этом материал, из которого изготовлены магнитные накладки 12, выталкивает магнитное поле той части слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив магнитных накладок 12 и направлена в сторону магнитных накладок 12, и одновременно с этим выталкивает магнитное поле той стороны вкладок 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, вследствие чего на основе диамагнитных свойств материалов, из которых изготовлены магнитные накладки 12, создается отталкивающая сила между магнитными накладками 12 и той частью слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения магнитных накладок 12, и между магнитными накладками 12 и вкладками 9 тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках. Благодаря этому происходит разрыв магнитной передачи. В результате чего ротор 8 вращается без помех.
2. Фиг. 1, Схема 1, Фиг. 3, Схема 1. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, благодаря разноименным магнитным полюсам, то есть слой взаимодействия 10 и вкладки 9 изготавливают из магнитов. При этом магнитные полюса слоя взаимодействия 10 и магнитный полюс каждой вкладки 9, которые направленны друг на друга - разноименны, благодаря чему создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения блоков лопастей друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе, между вкладками 9, в тех блоках лопастей, которые, стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок 12, изготавливаемых из магнитов с различным расположением магнитных полей, и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках. При этом магнитные полюса каждой стороны магнитной накладки 12 сконфигурированы таким образом, чтобы создавать отталкивающую силу на основе одноименных магнитных полюсов между магнитными накладками 12 и слоем взаимодействия 10 и между магнитными накладками 12 и вкладками 9, то есть магнитные полюса той стороны магнитных накладок 12, которые направлены на слой взаимодействия 10, одноименны магнитным полюсам той стороны слоя взаимодействия 10, которые направлены на магнитные накладки 12. Другие магнитные полюса сторон магнитных накладок 12, которые направлены на вкладки 9, также одноименны магнитным полюсам, тех сторон вкладок 9, которые направлены на магнитные накладки 12. Благодаря этому происходит разрыв магнитной передачи. В результате чего ротор 8 вращается без помех.
3. Фиг. 1, Схема 1, Фиг. 3, Схема 1. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, то есть слой взаимодействия 10 изготавливают из магнитов, а вкладки 9 изготавливают из материалов, хорошо притягивающихся магнитным полем. Благодаря силе притяжения магнитных полей слоя взаимодействия 10 создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения блоков лопастей друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе между вкладками 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок 12, изготавливаемых из диамагнетиков, и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках. Причем материал, из которого изготовлены магнитные накладки 12, выталкивает магнитное поле той части слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив магнитных накладок 12, вследствие чего происходит разрыв, то есть прерывание магнитной передачи. Наряду с этим, стороны магнитных накладок 8, которые направлены в сторону блоков лопастей, не подвергаются никаким магнитным воздействиям, так как у материалов, из которых изготовлены вкладки 9, отсутствуют магнитные поля. В результате чего ротор 8 вращается без помех.
4. Фиг. 1, Схема 1, Фиг. 3, Схема 1. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, то есть слой взаимодействия 10 изготавливают из магнитов, а вкладки 9 изготавливают из материалов, хорошо притягивающихся магнитным полем. Благодаря силе притяжения магнитных полей слоя взаимодействия 10 создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения блоков лопастей друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе между вкладками 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок 12, изготавливаемых из магнитов с односторонним расположением магнитных полей направленных в сторону слоя взаимодействия 10 и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки 9, в тех блок лопастей, которые стоят в мертвых точках. При этом сторона каждой магнитной накладки 9, имеющая магнитное поле, направлена в сторону слоя взаимодействия 10, и ярко выраженный магнитный полюс этих сторон одноименен полюсам слоя взаимодействия 10, которые направлены на магнитные накладки 12. Благодаря отталкивающей силе одноименных магнитных полюсов, направленных друг на друга, происходит разрыв, то есть прерывания магнитной передачи. Наряду с этим, стороны магнитных накладок 12, которые направленны в сторону блоков лопастей, не подвергаются никаким магнитным воздействиям, так как у материалов, из которых изготовлены вкладки 9, отсутствуют магнитные поля. В результате чего ротор 8 вращается без помех.
5. Фиг. 1, Схема 1, Фиг. 3, Схема 1. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, то есть вкладки 9 изготавливают из магнитов с различной конфигурацией магнитных полей, а слой взаимодействия 10 изготавливают из материалов, хорошо притягивающихся магнитным полем. Благодаря силе притяжения магнитных полей вкладок 9 создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения блоков лопастей друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте на постоянной основе между вкладками 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок 12, изготавливаемых из диамагнетиков, и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках. Причем материал, из которого изготовлены магнитные накладки 12, выталкивает магнитное поле вкладок 9 тех блоков лопастей, которые стоят в мертвых точках, вследствие чего происходит разрыв, то есть прерывание магнитной передачи.
Наряду с этим, стороны магнитных накладок 12, которые направлены в сторону слоя взаимодействия 10, не подвергаются никаким магнитным воздействиям, так как у материалов, из которых сделаны слой взаимодействия 10, отсутствуют магнитные поля. В результате чего ротор 8 вращается без помех.
6. Фиг. 1, Схема 1, Фиг. 3, Схема 1. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, то есть вкладки 9 изготавливают из магнитов различной конфигурации, а слой взаимодействия 10 изготавливают из материалов, хорошо притягивающихся магнитным полем. Благодаря силе притяжения магнитных полей вкладок 9 создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизма для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения блоков лопастей друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе между вкладками 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, и той частью слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения вкладок 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест, под действием магнитных накладок 12, изготавливаемых из магнитов с односторонним расположением магнитных полей, направленный в сторону слоя взаимодействия 10, и находящихся напротив тех мест, где расположены вкладки 9, в тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках. При этом сторона каждой магнитной накладки 12, обладающая магнитным полем, направлена в сторону вкладок 9, и ярко выраженный магнитный полюс этой стороны одноименен магнитному полюсу каждой вкладки 9, стороны которая направлена на магнитные накладки 12. Благодаря отталкивающей силе одноименных магнитных полюсов, направленных друг на друга, происходит разрыв, то есть прерывание магнитной передачи. Наряду с эти, стороны магнитных накладок 12, которые направлены в сторону слоя взаимодействия 10, не подвергаются никаким магнитным воздействиям, так как у материалов, из которых сделаны слой взаимодействия 10, отсутствуют магнитные поля. В результате чего ротор 8 вращается без помех.
При втором варианте разрыва магнитной передачи возникают следующее сочетания материалов для изготовления механизма для преобразования движения:
Фиг. 1, Схема 2, Фиг. 3, Схема 2. Магнитная передача возникает на основе парамагнетизма, - притяжению разноименных магнитных полюсов к друг другу, то есть вкладки 9 изготавливают из магнитов, а слой взаимодействия 10 изготавливают из электромагнитов, причем магнитные полюса слоя взаимодействия 10 и магнитный полюс каждой вкладки 9, которые направленны друг на друга - разноименны, благодаря чему создается устойчивая магнитная передача, с возможностью проскальзывания этих деталей, друг относительно друга в случае возникновения всякого рода нештатных факторов. Таким образом, механизм для преобразования движения выполняет функцию предохранения. Разрыв, то есть прерывание магнитной передачи, благодаря которому происходит смена вращения блоков лопастей друг относительно друга, происходит плавно, в одном и том же месте, на постоянной основе, благодаря постоянной смене полюсов в тех электромагнитах слоя взаимодействия 10, которые при вращении находится напротив мест расположения вкладок 9 тех блоках лопастей, которые стоят в мертвых точках, на время прохождения этих мест. При смене полюсов в электромагнитах слоя взаимодействии 10 создается отталкивающая сила на основе одноименных магнитных полюсов между вкладками 9 и слоем взаимодействия 10, благодаря чему магнитная передача разрывается. В результате этого ротор 8 вращается без помех.
Для более четкого представления работы механизма для преобразования движения рассмотрим принцип работы двигателя, в конструкцию которого внедрен механизм для преобразования движения, в зависимости от расположения блоков лопастей в процессе их вращательно-колебательного движения, с указанием на чертежи.
Вариант 1 Фиг. 1, Схема 1 Фиг. 2, Фиг. 3, Схема 1, Фиг 4. Принцип работы двигателя с механизмом для преобразования движения, в котором для прерывания магнитной передачи используются магнитные накладки 12.
Перед началом работы двигателя с механизмом для преобразования движения, этот механизм настраивается таким образом, чтобы сила взаимодействия между слоем взаимодействия 10 и вкладками 9 создавала, с одной стороны, устойчивую магнитную передачу, а с другой стороны, в случае перегрузки, проявляющейся в виде торможение или увеличения скорости вращения ротора 8 или блоков лопастей 2 и 3, вызывала проскальзывание слоя взаимодействия 10 или вкладок 9 друг относительно друга, тем самым предохраняя от повреждений при нештатных ситуаций как сам двигатель, так и агрегаты, которым ротор 8 передает равномерное вращательное движение.
После настройки механизма для преобразования движения двигатель запускается в работу.
При воспламенении рабочей смеси свечой зажигания 6, находящейся в начале камеры расширения корпуса 1, блок лопастей 2, вместе с вкладками 9, находящимися внутри лопастей 2.1 и 2.2 или на коаксиальном вале 4, начинает вращаться под действием расширения рабочих газов, давящих на лопасть 2.1, и между вкладками 9 блока лопастей 2 и слоем взаимодействия 10, находящимся на маховике 11 или на роторе 8, возникает устойчивый эффект магнитной передачи, за счет притяжения этих деталей друг к другу на основе парамагнетизма. Благодаря этому эффекту, вращение блока лопастей 2 передается ротору 8 бесконтактным способом, и при этом второй блок лопастей 3 стоит в мертвых точках. Это происходит благодаря фиксатору 7, который удерживает блок лопастей в мертвых точках и магнитным накладкам 12, которые прерывают эффект магнитной передачи между вкладками 9 второго блока лопастей 3 и вращающимся слоем взаимодействия 10, пока второй блок лопастей 3 стоит в мертвых точках. Достигнув границы камеры расширения, блок лопастей 2, перемещаясь, сдвигает с мертвых точек блок лопастей 3, ранее стоявший в этих точках, и встает на его место. Одновременно с этим магнитные накладки 12 разрывают магнитную передачу между вкладками 9 блока лопастей 2 и той частью слоя взаимодействия 10, которая при вращении находится напротив мест расположения магнитных накладок 12, на время прохождения этих мест. При этом ротор 8 во время смены вращения блоков лопастей 2 на блок лопастей 3 продолжает вращаться благодаря инерции. После того как блок лопастей 2 встал на место блока лопастей 3 и зафиксировался фиксатором 7, рабочая смесь, находящаяся между лопастями 2.1 и 3.2, раннее поступившая через впускной клапан и сжатая до нужного давления, воспламеняется, и блок лопастей 3 вместе с вкладками 9, находящимися внутри лопастей 3.1 и 3.2 или на коаксиальном вале 5, начинает вращаться под действием расширения рабочих газов, давящих на лопасть 3.1, и между вкладками 9 блока лопастей 3 и слоем взаимодействия 10, возникает устойчивый эффект магнитной передачи. Благодаря устойчивому эффекту магнитной передачи, то есть передачи движения бесконтактным способом, вращение блока лопастей 3 передается ротору 8, при этом блок лопастей 2 стоит в мертвых точках. Одновременно с движением блока лопастей 3 весь рабочий цикл повторяется снова.
Вариант 2 Фиг. 1, Схема 2, Фиг. 2, Фиг. 3, Схема 2, Фиг. 5. Принцип работы двигателя с механизмом для преобразования движения, в котором для прерывания магнитной передачи используется смена полярности в электромагнитах слоя взаимодействия 10.
Перед началом работы двигателя с механизмом для преобразования движения, этот механизм настраивается таким образом, чтобы сила взаимодействия между слоем взаимодействия 10 и вкладками 9 создавала, с одной стороны, устойчивую магнитную передачу, а с другой стороны, в случае перегрузки, проявляющейся в виде торможение или увеличения скорости вращения ротора 8 или блоков лопастей 2 и 3, вызывала проскальзывание слоя взаимодействия 10 или вкладок 9 друг относительно друга, тем самым предохраняя от повреждений при нештатных ситуаций как сам двигатель, так и агрегаты, которым ротор 8 передает равномерное вращательное движение.
После настройки механизма для преобразования движения двигатель запускается в работу.
При воспламенении рабочей смеси свечой зажигания 6, находящейся в начале камеры расширения корпуса 1, блок лопастей 2, вместе с вкладками 9, находящимися внутри лопастей 2.1 и 2.2 или на коаксиальном вале 4, начинает вращаться под действием расширения рабочих газов, давящих на лопасть 2.1, и между вкладками 9 блока лопастей 2 и слоем взаимодействия 10, находящимся на маховике 11 или на роторе 8, возникает устойчивый эффект магнитной передачи, за счет притяжения этих деталей друг к другу на основе парамагнетизма. Благодаря этому эффекту вращение блока лопастей 2 передается ротору 8 бесконтактным способом, и при этом второй блок лопастей 3 стоит в мертвых точках. Это происходит благодаря фиксатору 7, который удерживает блок лопастей в мертвых точках, и изменению полярности в тех электромагнитах в слое взаимодействия 10, которые при вращении находятся напротив вкладок 9 второго блока лопастей 3, на время прохождения этих мест, вследствие чего эффекта магнитной передачи между вкладками 9 второго блока лопастей 3 и слоем взаимодействия 10 не возникает, пока второй блок лопастей 3 стоит в мертвых точках. Достигнув границы камеры расширения, блок лопастей 2, перемещаясь, сдвигает с мертвых точек блок лопастей 3, ранее стоявший в этих точках, и встает на его место. Одновременно с этим происходит разрыв магнитной передачи между вкладками 9 блока лопастей 2 и той частью слоя взаимодействия 10, которая, вращаясь, находятся на против мест расположения вкладок 9 блока лопастей 2, на время прохождения этих мест. При этом ротор 8 во время смены вращения блоков лопастей 2 на блок лопастей 3 продолжает вращаться благодаря инерции. После того как блок лопастей 2 встал на место блока лопастей 3 и зафиксировался фиксатором 7, рабочая смесь, находящаяся между лопастями 2.1 и 3.2, ранняя поступившая через впускной клапан, и сжатая до нужного давления, воспламеняется, и блок лопастей 3 вместе с вкладками 9, находящимися внутри лопастей 3.1 и 3.2 или на коаксиальном вале 5, начинает вращаться под действием расширения рабочих газов, давящих на лопасть 3.1, и между вкладками 9 блока лопастей 3 и слоем взаимодействия 10, возникает устойчивый эффект магнитной передачи. Благодаря устойчивому эффекту магнитной передачи, то есть передачи движения бесконтактным способом, вращение блока лопастей 3 передается ротору 8, при этом блок лопастей 2 стоит в мертвых точках. Одновременно с движением блока лопастей 3 весь рабочий цикл повторяется снова.
Все части механизма для преобразования неравномерного движения от двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала устройства с функцией предохранения адаптированы в соответствии с требованиями, предъявляемыми к таким устройствам как: двигатели внутреннего сгорания, силовые установки, работающие на горячих газах или продуктах сгорания, компрессоры, насосы, роторные машины, гидравлические и газодинамические машины, обладающие колебательным движением рабочих органов.
Возможно и иное количество, и расположение вкладок в рабочих органах, которые и более могут располагаться вне зон мертвых точек, при этом количество вкладок может быть одна и более на одном рабочем органе и при этом количество и расположение магнитных накладок должно быть соответствующим. Места расположения и количество указанных деталей могут варьироваться от конструкции устройства Фиг. 7.
1. Механизм для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала этого устройства с функцией предохранения, состоящий из вкладок, слоя взаимодействия и магнитных накладок, действующий на основе магнетизма, где при передаче вращательного движения через корпус устройства обязательным является выполнение условия, что все детали устройства, включая его корпус, за исключением вкладок, слоя взаимодействия и магнитных накладок, подверженные воздействию магнитных полей, выполнены из твердых немагнитных материалов, нейтральных к действию магнитных полей, и при этом материал, из которого выполнен корпус устройства, имеет к тому же минимальные потери на вихревые токи, при этом эта передача происходит от движущихся рабочих органов к выходному валу устройства бесконтактным способом через корпус устройства благодаря устойчивому эффекту магнитной передачи, возникающему между вкладками и слоем взаимодействия, с возможностью проскальзывания этих деталей относительно друг друга при резком увлечении или резком уменьшении скорости движения одной из них с одновременной сменой движения рабочих органов в мертвых точках, происходящей благодаря прерыванию эффекта магнитной передачи, за счет установки магнитных накладок, которые прерывают магнитную передачу между вкладками тех рабочих органов, которые стоят в мертвых точках, и на время стояния этих рабочих органов и слоем взаимодействия, причем магнитные накладки закреплены между слоем взаимодействия и вкладками рабочих органов и количество магнитных накладок соответствует количеству вкладок, расположенных на одном из рабочих органов, слой взаимодействия расположен на маховике, расположенном на выходном валу напротив вкладок, и выполнен в виде кольца, а вкладки расположены в каждом рабочем органе устройства напротив слоя взаимодействия, их количество в каждом рабочем органе от одного и более, и при этом они располагаются симметрично относительно друг друга и их количество одинаково во всех рабочих органах.
2. Механизм для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала этого устройства с функцией предохранения, состоящий из вкладок, выполненных из магнитов, и слоя взаимодействия, выполненного из электромагнитов, действующий на основе магнетизма, где при передаче вращательного движения через корпус устройства обязательным является выполнение условия, что все детали устройства, включая и его корпус, за исключением слоя взаимодействия и вкладок, подверженные воздействию магнитных полей, выполнены из твердых немагнитных материалов, нейтральных к действию магнитных полей, и при этом материал, из которого выполнен корпус устройства, имеет к тому же минимальные потери на вихревые токи, при этом эта передача происходит от рабочих органов к выходному валу бесконтактным способом через корпус устройства благодаря устойчивому эффекту магнитной передачи, возникающему между вкладками и слоем взаимодействия, с возможностью проскальзывания этих деталей относительно друг друга при резком увлечении или резком уменьшении скорости движения одной из них с одновременной сменой движения рабочих органов в мертвых точках, происходящей благодаря прерыванию эффекта магнитной передачи, за счет смены полярности в тех электромагнитах слоя взаимодействия, которые находятся напротив мест расположения вкладок рабочих органов, стоящих в мертвых точках своего движения, на время прохождения этих мест, причем слой взаимодействия расположен на маховике, расположенном на выходном валу напротив вкладок и выполнен в виде кольца, а вкладки расположены в каждом рабочем органе устройства напротив слоя взаимодействия, их количество в каждом рабочем органе от одного и более, и при этом они располагаются симметрично относительно друг друга и их количество одинаково во всех рабочих органах.
3. Механизм для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала этого устройства с функцией предохранения, состоящий из вкладок, выполненных из электромагнитов, и слоя взаимодействия, выполненного из магнитов, действующий на основе магнетизма, где при передаче вращательного движения через корпус устройства обязательным является выполнение условия, что все детали устройства, включая и его корпус, за исключением слоя взаимодействия и вкладок, подверженные воздействию магнитных полей, выполнены из твердых немагнитных материалов, нейтральных к действию магнитных полей, и при этом материал, из которого выполнен корпус устройства, имеет к тому же минимальные потери на вихревые токи, при этом эта передача происходит от рабочих органов к выходному валу бесконтактным способом через корпус устройства благодаря устойчивому эффекту магнитной передачи, возникающему между вкладками и слоем взаимодействия, с возможностью проскальзывания этих деталей относительно друг друга при резком увлечении или резком уменьшении скорости движения одной из них с одновременной сменой движения рабочих органов в мертвых точках, происходящей благодаря прерыванию эффекта магнитной передачи, за счет смены полярности в электромагнитах у тех вкладок рабочих органов, которые стоят в мертвых точках своего движения, причем слой взаимодействия расположен на маховике, расположенном на выходном валу напротив вкладок, и выполнен в виде кольца, а вкладки расположены в каждом рабочем органе устройства напротив слоя взаимодействия, их количество в каждом рабочем органе от одного и более, и при этом они располагаются симметрично относительно друг друга и их количество одинаково во всех рабочих органах.
4. Механизм для преобразования неравномерного вращательного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала этого устройства с функцией предохранения по пп. 1-3, и 5, отличающийся тем, что слой взаимодействия расположен на выходном валу напротив вкладок.
5. Механизм для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала этого устройства с функцией предохранения по пп. 1 -4, отличающийся тем, что передача движения происходит от рабочих органов к выходному валу бесконтактным способом, без препятствий.
6. Способ работы механизма для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала этого устройства с функцией предохранения, характеризующийся тем, что работа этого механизма по передаче и преобразованию этого движения, а также предохранение устройства и тех агрегатов, которые соединены с выходным валом, происходит бесконтактным способом на основе явления магнетизма, при этом передача движения происходит за счет одновременного возникновения и прерывания эффекта магнитной передачи между двумя и более рабочими органами устройства и выходным валом этого устройства, причем магнитная передача возникает между движущимися рабочими органами устройства и выходным валом этого устройства, а прерывания этого эффекта происходит между стоящими в мертвых точках рабочими органами устройства и вращающимся выходным валом, при этом преобразование неравномерного движения рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала устройства происходит за счет попеременной смены вращающихся рабочих органов устройства относительно друг друга и соответствующего одновременного возникновения и прерывания эффекта магнитной передачи при передаче движения, при этом предохранение устройства и агрегатов, соединенных с выходным валом, от повреждений, происходит за счет настройки сил взаимодействия между деталями, создающими эффект магнитной передачи, таким образом, чтобы эти детали проскальзывали относительно друг друга при резком увеличении или резком уменьшении скорости движения одной из этих деталей.
7. Способ работы механизма для преобразования неравномерного движения двух и более рабочих органов устройства в равномерное вращение выходного вала этого устройства с функцией предохранения по п. 6, отличающийся тем, что передача движения происходит за счет одновременного возникновения и прерывания эффекта магнитной передачи между различными рабочими органами устройства и маховиком, расположенным на выходном валу этого устройства, причем магнитная передача возникает между движущимися рабочими органами устройства и маховиком, а прерывание этого эффекта происходит между стоящим в мертвых точках рабочим органом устройства и маховиком.
