МАГНИТНАЯ ПОДВЕСКА МАХОВИКА

Область техники
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве опор быстровращающихся маховиков инерционных накопителей энергии.
Предшествующий уровень техники
Известны конструкции магнитных подвесок маховиков, включающих как постоянные магниты или магнитные системы, так и электромагнитные (Д. Джента, Накопление кинетической энергии, М, Мир, 1983, с 206-210, рис.4.7, 4.9). Недостатком устройства является малая экономичность из-за расхода электроэнергии для работы электромагнитов.
Наиболее близкой является магнитная подвеска маховика, содержащая корпус, вал, магниты, выполненные кольцеобразными с аксиальной намагниченностью и установленные в корпусе с чередованием вращающихся и невращающихся магнитов, при этом вращающиеся магниты закреплены на валу, а невращающиеся магниты установлены на внутренней стенке корпуса. (RU, С2, №2253051, F16C 32/04, опубл. 27.05.2005).
В этом техническом решении вращающиеся и невращающиеся магниты чередуются друг с другом с зазорами, а полюса магнитов обращены в противоположные стороны. Вращающиеся магниты выполнены с нижними торцами одноименной полярности, а с верхними торцами - разноименной полярности, с прилегающими торцами невращающихся магнитов. Ось маховика закреплена в фиксирующих опорах, снабженных шарикоподшипниками. По крайней мере один невращающийся магнит снабжен обоймой из магнитопроводящего материала и образует крайние верхний и нижний полюса противоположной полярности, обращенные друг к другу, а между ними находятся, как минимум, один невращающийся и два вращающихся магнита, при этом их полюса обращены в противоположные друг другу стороны.
Устройство позволяет обеспечить замкнутость магнитного поля между крайними, верхними и нижними полюсами магнитов, а также снизить массу магнитного материала при заданных размерах магнитов.
Ограничением этой подвески является невозможность регулировки зазоров между магнитами на собранном устройстве с подвешенным, а тем более, вращающимся маховиком.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является создание магнитной подвески маховика, доступной к регулировке его подъемной силы путем изменения зазора между, как минимум, двумя магнитами в собранном состоянии подвески, в том числе и при вращении маховика.
Технический результат, который будет получен при выполнении заявленной полезной модели - повышение точности и удобства регулирования подвеса маховика.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известной магнитной подвеске маховика, содержащей корпус, вал, магниты, выполненные кольцеобразными с аксиальной намагниченностью и установленные в корпусе с чередованием вращающихся и невращающихся магнитов, при этом вращающиеся магниты закреплены на валу, а невращающиеся магниты установлены на внутренней стенке корпуса, согласно заявленному устройству верхний невращающийся магнит связан с внутренней стенкой корпуса посредством резьбы и снабжен элементами для его поворота по резьбе, корпус оснащен верхней крышкой, в которой выполнены прорези, расположенные по дуге и предназначенные для ввода инструмента поворота по резьбе посредством элементов для поворота верхнего невращающегося магнита.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:
- был введен элемент стопорения верхнего невращающегося магнита;
- была введена втулка, при этом верхний невращающийся магнит связан с внутренней стенкой корпуса через втулку, на наружной поверхности которой выполнена резьба;
- элементы для поворота были выполнены в виде ряда углублений во втулке.
Указанные преимущества полезной модели, а также ее особенности поясняются с помощью варианта ее выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткий перечень чертежей
Фиг.1 изображает заявленную магнитную подвеску маховика (схематично);
Фиг.2 - вид А на фиг.1.
Осуществление полезной модели
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
Маховик 1 (фиг.1) закреплен на валу 2, который зафиксирован с возможностью вращения в корпусе 3 на подшипниках 4, посаженных в корпусе 3 с возможностью незначительного осевого перемещения скольжением внешних колец подшипников 4 в гнездах в корпусе 3. Осевое перемещение подшипников ограничено упорами 5. На валу 2 размещены вращающиеся магниты 6 с внутренними неферромагнитными втулками 7, зафиксированными в осевом направлении втулками 8. Внутренние кольца подшипников 4 зафиксированы на валу упорными кольцами 9. Невращающиеся нижние магниты 10 с внешними неферромагнитными втулками 11 закреплены на внутренней стенке цилиндрической части корпуса 3 неподвижно, а один верхний невращающийся магнит 12 с втулкой 13 закреплен с возможностью осевого перемещения на резьбе 14. Втулка 13 выполнена с рядом углублений 15 для ее поворота по резьбе 14 инструментом через прорези 16 в крышке 17 (фиг.1, 2).
Работает магнитная подвеска маховика 1 (фиг.1, 2) следующим образом.
Вводом инструмента для поворота можно перемещать невращающийся магнит 12 в осевом направлении при собранной подвеске и даже при вращающемся маховике 1. Втулка 13 и невращающийся магнит 12 фиксируются на резьбе 14 после регулировки стопорным винтом 18. Полярность всех магнитов показана на фиг.1.
Предлагаемая магнитная подвеска маховика 1 позволяет после сборки устройства уточнить его подъемную силу, достаточно близко приравняв ее по величине к силе тяжести маховика 1 с валом 2 и другими, связанными с ними, деталями. Для этого через прорези 16 в крышке 17 вводится инструмент для поворота и производится завинчивание магнита 12 при помощи углубления 15 во втулке 13. Втулка 13 вместе с невращающимся магнитом 12 поворачивается на угол, разрешаемый прорезями 16 (дуговыми). Затем инструмент вводится в следующее углубление 15 через прорезь 16 и так далее, пока осевые перемещения вала 2 с подшипниками 4 в гнездах корпуса 3 в пределах упоров 5 не станут выполняться свободно, обеспечивая уравновешивание маховика 1 (индифферентное положение вала 2 с маховиком 1). После этого втулка 13 фиксируется в корпусе 1 стопорным винтом 18. Таким образом, магнитная подвеска приводится в рабочее положение.
Промышленная применимость
Наиболее успешно заявленная магнитная подвеска маховика промышленно применима в энергетике.