УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ ИЗ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ И ФЕРРОМАГНЕТИКА В МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ ПО ПРИНЦИПУ НЕОДНОКРАТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ
DEVICE TO CONVERT POWER INTERACTION OF SYSTEM OF PERMANENT MAGNETS AND FERRIMAGNETIC INTO MECHANICAL ENERGY ACCORDING TO PRINCIPLE OF MULTIPLE USE

Изобретение относится к области получения механической энергии и преобразованию ее в различные другие виды, например в электрическую и тепловую.
Задачей предлагаемого изобретения является получение механической энергии по принципу неоднократного применения без внешних затрат.
В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность преобразовывать силовое взаимодействие системы из постоянных магнитов и ферромагнетика в механическую энергию и далее в другие виды энергии, например электрическую и тепловую.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство преобразования силового взаимодействия системы из постоянных магнитов и ферромагнетика в механическую энергию по принципу неоднократного применения, содержащее постоянный магнит и ферромагнетик, содержит как минимум два постоянных магнита, при этом один из постоянных магнитов установлен неподвижно, а второй магнит установлен с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной главному вектору поляризации, причем ферромагнетик связан с исполнительным механизмом, который является приемником энергии и установлен с возможностью возвратно-поступательного движения.
В предлагаемом устройстве ферромагнетик выполнен из собранных в пакет листов электротехнической стали с низким остаточным уровнем намагничивания.
В предлагаемом устройстве постоянные магниты выполнены из магнитотвердого материала с высоким остаточным уровнем поля и большой коэрцитивной силой.
Для исключения влияния на кинематику схемы положительных и отрицательных сил при повороте постоянного подвижного магнита и увеличения мощности устройства в него включен еще один стационарный постоянный магнит, идентичный постоянному неподвижному магниту и установлен зеркально с противоположной стороны.
Для увеличения мощности зеркально в схему дополнительно введены четыре ферромагнетика, два из которых установлены на одном валу, а два других - на другом.
Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2 и 3.
На фиг.1 представлена общая схема устройства.
На фиг.2 представлена схема с включенным шаговым двигателем, поворачивающим постоянный подвижный магнит на 180° в правую позицию.
На фиг.3 представлена схема с дополнительным неподвижным постоянным магнитом и дополнительными ферромагнетиками.
1
2
1
2
2
1
Устройство представляет собой систему, состоящую как минимум из двух постоянных магнитов, неподвижного магнита 1, подвижного магнита 2 и одного ферромагнетика 3. Один из постоянных магнитов, например 1, неподвижен, а постоянный магнит 2 совершает поворот на 180° вокруг своей оси, параллельной оси 8 (см. фиг.1, 2) в зависимости от положения ферромагнетика 3: X или Х. Соответственно, ферромагнетик 3 через кривошипно-шатунный механизм 5, связанный с валом 6 исполнительного механизма 7, в зависимости от позиции подвижного магнита 2 (вектор м.п.  смотрит влево (по фиг.1) или навстречу вектору м.п.  - левая позиция; вектор  смотрит вправо - правая позиция), совершает работу от X к Х или возвращается в исходное положение от X к X. Шаговый двигатель 9 кинематически связан с исполнительным механизмом 7.
На фиг.3 зеркально включен еще один стационарный постоянный магнит 10, а также зеркально в схему включены дополнительные ферромагнетики 11, 12, 13 и 14. Ферромагнетики 14 и 12 работают на одном валу 15, а ферромагнетики 11 и 13 - на другом валу 16.
Работает устройство следующим образом.
1
x
x
2
x ср.
1
2
+
x cp.
Данная элементарная ячейка преобразования действует следующим образом. В исходном положении (фиг.1) постоянный магнит 2 занимает левую позицию, ферромагнетик 3 - поз. X. При этом силовые линии магнитных полей  и  разомкнуты между собой и круто вдоль оси 4 замыкаются сами на себя, охватывая постоянные магниты 1 и 2, градиент поля  и  вдоль оси 4 возрастает, и он тем больше, чем меньше зазор между постоянными магнитами 1 и 2. Сила, воздействующая на каждый магнитный диполь m ферромагнетика 3, пропорциональна именно градиенту этих полей вдоль оси 4: F=m·grad B (Э.Парселл. Электричество и магнетизм, том II, Москва: Наука, 1983 г., стр.345). Под воздействием этой силы ферромагнетик 3 устремляется к положению Х, и на валу 6 исполнительного механизма 7 совершается положительная работа, пропорциональная среднему значению этой силы F на путь ΔХ=Х-Х:A=F·ΔX.
2
1
.
По достижении положения Х включается шаговый двигатель 9, поворачивающий постоянный магнит 2 на 180° в правую позицию (фиг.2). При этом происходит замыкание силовых магнитных линий  и  в единую обобщенную конфигурацию. В случае, когда постоянные магниты 1 и 2 идентичны по характеристикам и одинаковы по размерам и форме, характер поля таков, что вдоль оси 4 градиент магнитного поля практически равен нулю, силовое воздействие по оси 4 исчезает. На ферромагнетик 3 начинают действовать растягивающие силы постоянных подвижных магнитов 1 и 2 поперек него или параллельно оси 8, то есть создаются условия, благоприятные для возврата его в исходное положение X без затрат энергии: А→0. Отрицательная энергия на возврат будет затрачена в основном на преодоление сил трения, которые можно минимизировать.
1
Когда ферромагнетик 3 вернется в первоначальное положение X, a сделает он это по инерции маховика вала 6 кривошипно-шатунного механизма 5, постоянный подвижный магнит 2 поворачивается шаговым двигателем 9 также на 180° - в левую позицию, силовые линии магнитного поля  и  размыкаются и устройство готово к новому циклу совершения работы.
При совершении поворотов постоянного подвижного магнита 2 вокруг своей оси 4 ему приходится совершать работу: положительную - из левой позиции в правую, отрицательную - из правой позиции в левую. Так как центры постоянных магнитов 1 и 2 не меняют своего относительного положения, то и работы эти полностью идентичны по величине, но противоположны по знаку. За полный цикл (поворот на 360°) эта работа равна нулю, за исключением работы на преодоление сил трения, которые можно минимизировать известными техническими средствами.
С целью исключения влияния на кинематику схемы положительных и отрицательных сил при повороте постоянного магнита 2 и увеличения мощности устройства целесообразно в схему включить еще один стационарный постоянный магнит 10, идентичный постоянному магниту 1, и установить зеркально с противоположной стороны (справа) по схеме, от постоянного магнита 2 с ориентацией м.п.  навстречу (антипараллельно) м.п.  (фиг.3). Таким образом, суммарное силовое воздействие полей  и  на постоянный магнит 2 при его вращении будет стремиться к нулю. Работа на поворот постоянного магнита 2 будет тратиться только на преодоление сил трения, которые минимизируются.
+
cp.
+
Зеркально в схему включаются дополнительные ферромагнетики 11, 12, 13 и 14. Ферромагнетики 14 и 12 работают на одном валу 15, а ферромагнетики 11 и 13 - на другом валу 16. Когда ферромагнетики 14 и 11 возвращаются в исходное положение или совершают холостой ход, то ферромагнетики 12 и 13 совершают положительную работу и наоборот. За каждый цикл или полный оборот постоянного магнита 2 на 360° в такой комбинации будет совершена положительная работа А=4F·ΔX и отрицательная работа А<<А.
Ферромагнетик может быть выполнен из собранных в пакет листов электротехнической стали с низким остаточным уровнем намагничивания. Постоянные магниты 1, 2 и 10 целесообразно подбирать из магнитотвердого материала с высоким остаточным уровнем поля и большой коэрцитивной силой.
Из блоков, изображенных на фиг.3, можно собирать объемные, связанные общей кинематической схемой узлы, управляемые позиционированием магнитов группы 2.