Маятниковый преобразователь энергии колебаний

 

Сущность изобретения: преобразователь содержит корпус, к которому на шарнире подвешен маятник 1, состоящий из кулисы 2 и груза 3 и кинематически связанный с механизмом нагрузки 6. На грузе 3 установлен вибровозбудитель 7, выполненный в виде центробежного дебалансного механизма, соединенного с механизмом нагрузки, причем связь маятника и механизма осуществлена при помощи управляемой муфты 5 сцепления. 2 ил.

Изобретение относится к преобразователям энергии колебаний систем в полезную работу и может быть использовано в качестве приводных двигателей различных машин и механизмов.

Известна энергетическая установка [1], в качестве рабочего тела которой используется газообразное вещество, преобразующая тепловую энергию в механическую.

Недостатком этого устройства является низкий КПД из-за необходимости получения тепловой энергии.

В качестве прототипа выбран преобразователь энергии колебаний [2], содержащий корпус и подвешенный к нему маятник, состоящий из кулисы и груза и кинематически связанный с механизмом нагрузки.

Недостатком такого устройства является низкий КПД.

Цель изобретения - повышение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит корпус, подвешенный к нему маятник, состоящий из кулисы и груза, механизм нагрузки, связанный с маятником при помощи управляемой муфты сцепления, и вибровозбудитель, выполненный в виде центробежного дебалансного механизма, установленного на грузе маятника и соединенного с источником механической энергии. При этом обеспечивается повышение КПД.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема маятникового преобразователя с кулисно-ползунным механизмом нагрузки; на фиг. 2 - вариант конструкции преобразователя энергии.

Маятниковый преобразователь содержит корпус (не показан), подвешенный к нему маятник 1, состоящий из кулисы 2 и груза 3. К поступательной паре кулисы 2 крепятся два штока 4 с управляемыми муфтами 5, выполненными, например, электромагнитными или электромеханическими. Муфта сцепления 5 обеспечивает связь маятника 1 с механизмом нагрузки 6, выполненным в виде гидроцилиндра, включенного в сеть нагнетания жидкости или перекачки для совершения полезной работы. На грузе 3 маятника 1 установлен вибровозбудитель 7, выполненный в виде центробежного дебалансного механизма, соединенный с механизмом нагрузки 6.

На фиг. 2 приведена схема преобразователя с многотактными маятниками и вращательным механизмом нагрузки. Шарнир маятника 1 выполнен совместно с управляемой муфтой 8, передающей вращение на общий вал 9. Два и более маятниковых преобразователя могут быть соединены в многотактную систему посредством общего вала 9.

Маятниковый преобразователь работает следующим образом.

В исходном положении маятник 1 расположен вертикально и муфта 5 отключена. При подаче напряжения на двигатель центробежного дебалансного механизма, он раскручиваясь во встречных направлениях, развивает центробежную возбуждающую силу, изменяющуюся по закону синуса. Величина напряжения, поданного на электродвигатель вибровозбудителя 7, обеспечивает его вращение с частотой, при которой частота возбуждающей силы равна или кратна частоте собственных колебаний маятника 1, при этом в системе возникает резонанс и маятник начинает интенсивно раскачиваться. При достижении заданной амплитуды включается муфта сцепления 5 и маятник 1 соединяется с механизмом нагрузки 6. Во время опускания груза 3 маятника 1 его энергия расходуется на совершение полезной работы. Далее цикл раскачивания повторяется. Степень равномерности выходной мощности можно повысить, используя схему с несколькими последовательно отдающими энергию маятниками, при этом муфта 5 включается по тактам в зависимости от положения, занимаемого маятником 1.

Устройство обеспечивает возможность инициирования выделения значительной энергии, запасенной грузом, затрачивая небольшую мощность на возбуждение его колебаний, и может использоваться в качестве автономного источника энергии или движущей силы.

Формула изобретения

МАЯТНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ КОЛЕБАНИЙ, содержащий корпус, подвешенный к нему маятник, состоящий из кулисы и груза и кинематически связанный с механизмом нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен вибровозбудителем, выполненным в виде центробежного дебалансного механизма, установленного на грузе маятника и соединенного с источником механической энергии, а связь маятника и механизма нагрузки осуществлена при помощи управляемой муфты сцепления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2