МАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, и может найти применение в различных областях промышленности и в быту.
Известно магнитное вращающееся устройство, содержащее закрепленный на вращающемся валу ротор с размещенными на нем постоянными магнитами, при этом постоянные магниты расположены таким образом, что их магнитные полюса одной полярности расположены вдоль внешней периферийной поверхности в направлении вращения, а их магнитные полюса другой полярности расположены вдоль внутренней периферийной поверхности, причем каждая пара соответствующих магнитных полюсов одной и другой полярности расположена наклонно по отношению к радиальной линии, детекторные средства для прерывистого возбуждения электромагнитного средства, взаимодействующего с ротором (Патент РФ №2128872, МКИ Н 02 К 29/06).
Однако это магнитное вращающееся устройство имеет сложную конструкцию, использует электрическую энергию и обладает недостаточно высоким коэффициентом полезного действия (КПД).
Известен магнитный двигатель, содержащий установленные жестко и последовательно по крайней мере в два ряда на двух относительно друг друга подвижных немагнитных элементах постоянные магниты, при этом большие постоянные магниты с вертикальной намагниченностью первого элемента обращены своими одноименными полюсами в сторону постоянных магнитов с горизонтальной намагниченностью второго элемента, разноименные полюса постоянного магнита с горизонтальной намагниченностью упомянутого второго элемента расположены в один ряд параллельно ряду одноименных
полюсов обращенных к ним больших постоянных магнитов с вертикальной намагниченностью первого элемента, а связь магнитных полей постоянных магнитов обоих элементов выполнена через воздушный зазор с возможностью деформации магнитных полей и поворота на определенный угол нейтральных сечений постоянных магнитов (Патент РФ №2117379, МКИ Н 02 N 11/00 - прототип).
Однако в данной конструкции используются диски, что не позволяет получить большую мощность и коэффициент полезного действия двигателя.
Полезная модель направлена на решение задачи упрощения конструкции и повышения удобства использования, мощности и КПД магнитного двигателя.
Это достигается тем, что в качестве первого элемента используется статор, а второго - ротор, причем вектор напряженности магнитного поля постоянных магнитов первого и второго элементов направлен против часовой стрелки и располагается под углом 25-45° в зависимости от диаметра ротора относительно рабочей поверхности магнитов, постоянные магниты статора установлены на кривошипах и закреплены посредством скоб и хомутов, а для перевода в нерабочее положение постоянных магнитов статора применяется рукоятка, рычаги, ось, соединяющая два кольца, и кривошипы, установленные шарнирно на дисках, жестко закрепленных в корпусе.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен магнитный двигатель (первый вариант), вид спереди; на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг.3 - общий вид ротора; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.5 - магнитный брусок статора; на фиг.6 - магнитный брусок ротора; на фиг.7 - фрагмент ротора и узел крепления магнитного бруска ротора; на фиг.8 - кривошип с захватом и магнитный брусок статора; на фиг.9 - рабочее положение магнитных брусков статора и ротора; на фиг.10 - положение брусков при неработающем двигателе; на фиг.11 - магнитный
двигатель (второй вариант), ротор, вид сбоку; на фиг.12 - вид Б на фиг.11; на фиг.13 - разрез В-В на фиг.11.
Магнитный двигатель содержит корпус 1, статор 2, ротор 3 и механизм включения 4. Корпус 1 состоит из двух половинок 5 и 6, которые соединяются посредством резьбового соединения, и выполнен из немагнитного материала, например из алюминиевого сплава. Статор 2 закрепляется в корпусе 1, для этого имеются канавки. Статор 2 представляет собой два диска 7, на которых установлены кривошипы 8 с захватами и магнитные бруски 9. Захваты выполнены в виде двух скоб 10, которые охватываются хомутом 11 и скрепляются при помощи винта 12. Магнитный брусок 9 закрепляется на двух кривошипах 8, причем каждый магнитный брусок 9 имеет два продольных паза 13, в которые входят выступы скоб 10 и захватывают его. На кривошипах выполнены тоже два паза для установки в них скоб 10. Каждый магнитный брусок 9 закрепляется таким образом, чтобы вектор (Н) напряженности магнитного поля был расположен по часовой стрелке и под углом α относительно касательной к рабочей поверхности магнитного бруска 9, численное значение угла α находится в интервале от 25° до 45° в зависимости от диаметра статора 2. На дисках 7 имеются выемки 14 для перемещения магнитных брусков 9 в нерабочее положение. Кривошипы 8 на дисках 7 закрепляются шарнирно посредством осей 15, которые проходят через диски, кривошипы и фиксируются при помощи шайб и шплинтов. Верхние концы кривошипов 8 при помощи шарнирного соединения (например, заклепки) закреплены на кольцах 16, предназначенных для осуществления перевода магнитных брусков 9 в нерабочее положение. Все детали статора 2 изготавливаются из немагнитного материала.
Ротор 3 установлен в корпусе 1 посредством вала 17 и подшипников 18. На валу 17 ротор закрепляется при помощи шпоночного соединения. На цилиндрической поверхности ротора 3 выполнены канавки 19, в которые
устанавливаются магнитные бруски 20 (на чертеже представлена конструкция, которая имеет 18 канавок и соответственно 18 магнитных брусков 20). На боковой поверхности магнитных брусков 20 имеются углубления 21, предназначенные для фиксации брусков при помощи винтов 22. Каждый магнитный брусок 20 закрепляется в канавке 19 при помощи винтов 22, которые вкручиваются в отверстия 23 ротора 3 под углом и зажимают магнитные бруски 20. Возможна заливка отверстий 23 после закручивания винтов 22 пластмассой и т.д. Это позволит исключить самопроизвольное раскручивание винтов 22. Магнитные бруски 20 устанавливаются так, чтобы вектор (Н) напряженности магнитного поля был направлен против часовой стрелки и располагался под углом α относительно рабочей поверхности магнитного бруска 20, численное значение угла α находится в интервале от 25° до 45° в зависимости от диаметра ротора. Все детали ротора 3 за исключением вала 17 и подшипников 18 выполнены из немагнитных материалов. Ротор 3 после сборки должен быть сбалансирован и должен легко вращаться на подшипниках 18.
Магнитные бруски 9 и 20 должны быть изготовлены из кремния или сплава кремния с железом, что обеспечивает большую магнитную проницаемость. Причем, опираясь на последние достижения в области кристаллизации, кристаллографии и кристаллооптики, можно искусственно выращивать магнитные бруски, обладающие специфическими особенностями, то есть такие магнитные бруски, у которых будет высокая магнитная проницаемость и соответствующее направление напряженности магнитного поля или магнитного потока, а также магнитные свойства будут неиссякаемыми.
Механизм включения 4 содержит рукоятку 24, диски 7, кольца 16 и кривошипы 8. Рукоятка 24 предназначена для перевода магнитного двигателя из рабочего состояния (положение I) в нерабочее состояние (положение II).
С рукояткой жестко связаны рычаги 25, которые расположены на одной оси 26, закрепленной в кронштейнах 27 на верхней половинке 6 корпуса 1. В корпусе 1 имеются пазы для перемещения рычагов 25. Каждый кривошип 8 одного диска находится на оси 15, соединяющейся с соответствующим кривошипом на другом диске. Это обеспечивает синхронность их движения при включении или выключении магнитного двигателя. Верхние концы кривошипов 8 шарнирно соединены с кольцами 16, причем кольца для синхронизации имеют общую ось 28, которая может смещаться и поворачивать на определенный угол кольца 16. Непосредственно с осью 28 взаимодействуют рычаги 25, которые расположены на верхней половинке 6 корпуса 1 и установлены на кронштейны. В нижней части рычагов 25 выполнены пазы для установки верхней половинки корпуса и взаимодействия этих пазов с осью 28. Поворот рукоятки 24 на некоторых угол относительно корпуса 1 обеспечивает соответственно поворот рычагов 25, перемещение оси 28 и колец 16, которые поворачивают кривошипы 8 вместе с магнитными брусками 9, это необходимо для смещения магнитных брусков и остановки магнитного двигателя. При этом магнитные бруски 9 располагаются в выемках 14. Для ограничения поворота колец 16 в дисках 7 для оси 28 выполнен паз 29. Поворот рукоятки 24 обеспечивает включение или выключение магнитного двигателя.
Сборка магнитного двигателя осуществляется в следующей последовательности: на кольцах 16 закрепляются верхние концы кривошипов 8; кольца вместе с кривошипами монтируются на дисках 7, которые устанавливаются в нижнюю половинку 5 корпуса 1 в канавки; в кривошипы 8 заводятся магнитные бруски 9 и устанавливают их в нерабочее положение при помощи скоб 10, которые охватываются хомутом 11 и скрепляются при помощи винта 12; внутрь статора монтируется ротор 3 с закрепленными магнитными брусками 20 и после этого сверху закрывается корпус 1 верхней
половинкой 6, при этом положение магнитных брусков 9 должно соответствовать неработающему двигателю, рукоятка 24 и рычаги 25 также должны занимать это положение (положение II). Такое конструктивное решение делает магнитный двигатель более простым в изготовлении, компактным и защищенным.
1
2
1
Второй вариант магнитного двигателя имеет аналогичную конструкцию, основное отличие состоит в том, что этот двигатель двухступенчатый. На одном валу 30 расположены два ротора 31 и 32, причем принципиальное отличие этих роторов заключается в том, что магнитные бруски 33 и 34 на них расположены с некоторым смещением. Так рабочая зона ротора 31 соответствует относительно вертикальной оси углу β, в котором расположены магнитные бруски 33, а рабочая зона ротора 32 смещена на этот угол (β=2β). Такое расположение рабочих зон обеспечивает максимальное использование возможностей магнитного двигателя, исключает «мертвые» участки и необходимость применения маховика и раскручивания при запуске двигателя. Это позволяет быстрее раскручивать двигатель и увеличить его мощность и КПД.
Магнитный двигатель работает следующим образом.
В исходном положении (магнитный двигатель не работает) магнитные бруски 9 статора 2 смещены от ротора 3. При перемещении рукоятки 24 в положение I происходит поворот рычагов 25, перемещение оси 28 и поворот колец 16, соответственно перемещаются кривошипы 8 и магнитные бруски 9 к ротору 3. Поскольку все магнитные бруски (9 и 20) имеют отрицательную полярность, то они отталкиваются друг от друга. Магнитные бруски 9, установленные на статоре, обладают напряженностью магнитного поля направленной по часовой стрелке, а магнитные бруски 20 на роторе 3 - против часовой стрелки. В положении, когда магнитные бруски 9 статора 2
расположены напротив магнитных брусков 20 ротора 3 и между ними небольшой зазор, создаются отталкивающие силы, которые обеспечивают смещение ротора. При этом происходит сближение других пар магнитных брусков 9 и 20, которые стремятся оттолкнуть друг от друга, ротор 3 поворачивается на некоторый угол и опять образуются новые пары магнитных брусков, возникают силы отталкивания и происходит вращение ротора. Энергия магнитного поля создает силы отталкивания, расположенные по касательной к ротору 3 и образующие крутящий момент. Это обеспечивает вращение ротора 3 по часовой стрелке. Магнитный двигатель начинает работать. При необходимости отключения магнитного двигателя осуществляется перемещение рукоятки 24 в обратном направлении (положение II) и двигатель остановится.
Для упрощения запуска двигателя он может быть оснащен маховиком, при повороте которого обеспечивается быстрый запуск магнитного двигателя. Эта задача решается при использовании в конструкции магнитного двигателя двухступенчатого ротора (второй вариант).
Предлагаемый магнитный двигатель обладает простотой конструкции, удобен в эксплуатации, экологически безопасен, имеет большую мощность и КПД.