ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ
Изобретение относится к устройствам,осуществляющим преобразование электромагнитной энергии в механическую энергию вращения и может быть использовано в качестве привода различных машин и элементов автоматики.
Известен преобразователь электромагнитной энергии в механическую, содержащий равно расположенные по окружноети одинаковые преобразующие рабочие элементы,одни концы которых закреплены на неподвижном основании,а противоположные свободные концы соприкасаются с охватывающим их кольцевым ротором /см. а.с. СССР №399036,кл. И 02 N ц/QO, I97I / l , при этом дополнительно рабочие элементы выполнены из фотосегнетоэлектрика и на их боковых поверхностях нанесены прозрачные электроды /см. а.с. СССР № 858107, кл. F 03 О 7/00, 1981/ЭД.
Недостатками известных устройств являются значительная сложность конструкции,предельно ограниченные и специфические функциональные возможности,невозможность непосредственного преобразования энергии магнитного поля постоянного магнита в механическую энергию.
Известны также преобразователи магнитно-тепловой энергии в механическую,включающие корпус с окном на боковой поверхности и расположенные в корпусе ротор в виде полого цилиндра из термомагнитного материала,установленного в подшипниках, и постоянный магнит /см. а.с. СССР Р 590476,кл. F o3&7/02,
МПК7 F 03 G 7/00
- 2 1976 С 3 ; а.с. СССР Р 848737, кл. FosG 7/02, J98I 4 .
Недостатками известных устройств являются сложность конструкции вследствие необходимости применения материалов со специальными физическими свойствами,и,как следствие,повышение стоимости,нестабильность,низкая надёжность,ограниченные и специфические функциональные возможности вследствия необходимости совместного присутствия электромагнитной и тепловой энергий,а также невозможность непосредственного преобразования энергии постоянного магнита в механическую энергию.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является преобразователь магнитно-тепловой энергии в механическую,включающий корпус с окном на боковой поверхности,расположенный в корпусе ротор с ободом из термомагнитного материала,укреплённый на горизонтальной оси в подшипниках,и постоянный магнит /см. а.с. СССР № II76I04, кл. ГОЗ 07/02, 1985 , и принятый за прототип.
К причинам,препятствующим достижение указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип,относятся сложность конструкции,ограниченные функциональные возможности,невозможность непосредственного преобразования энергии постоянного магнита в механическую энергию.
Сущность изобретения заключается в создании устройства для непосредственного преобразования энергии постоянного магнита в механическую энергию вращения,обеспечивающего создание однонаправленного вращения ротора за счёт поочерёдного синхрон. з ного воздействия на него вращающими моментами,обусловленными силами магнитного взаимодействия ротора с постоянным магнитом и силами тяжести перемещающихся неуравновешенных масс в теле ротора.
Технический результат - упрощение конструкции устройства, расширение его функциональных возможностей,обеспечение возможности непосредственного преобразования энергии постоянного магнита в механическую энергию.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем,что в известном преобразователе электромагнитной энергии в механическую,включающем ротор,укреплённый на горизонтальной оси в по,щпштниках,и постоянный магнит,неподвижно установленный вблизи наружной поверхности ротора,особенность заключается в том,что ротор выполнен в виде прямолинейной закрытой трубки,расположенной симметрично относительно оси в перпендикулярной оси плоскости,частично заполненной жидкостью и снабжённой укреплёнными на торцах трубки ферромагнитными шайбами,а постоянный магнит выполнен в виде четверти аксиально намагниченного кольца и установлен снаружи описываемой торцом трубки траектории на участке от нижнего положения торца трубки до горизонтали с возможностью регулировки углового положения, эксцентрично данной траектории с плавным уменьшением радиального зазора между постоянным магнитом и траекторией с приближением к горизонтали.
Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство в двух положениях,общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1.
- 4 Устройство содержит ротор,укреплённый на горизонтальной оси I в подшипниках 2,выполненный в виде прямолинейной закрытой трубки 3,расположеннои симметрично относительно оси I в перпендикулярной оси I плоскости,частично заполненной жидкостью 4 и снабжённой укреплёнными на торцах трубки 3 ферромагнитными шайбами 5,а также постоянный магнит б,выполненный в виде четверти аксиально намагниченного кольца и неподвижно установленный снаружи описываемой торцом трубки 3 траектории на участке от нижнего положения торца трубки 3 до горизонтали, эксцентрично данной траектории с плавным уменьшением радиального зазора 7 между постоянным магнитом б и траекторией с приближением к горизонтали.Крепление постоянного магнита б осуществлено с помощью кронштейна 8 и скоб 9 на магните б, при этом выполненные на кронштейне 8 и ©кобах 9 прорези обеспечивают возможность предварительной регулировки положения магнита 6 относительно траектории описываемой торцом трубки 3, как в радиальном,так и в угловом направлении,и последующей фиксации в заданном положении с помощью винтов.Ось 3 состоит  из двух полуосей,жёстко вставленных в закреплённые по бокам трубки в её центральной части втулки 10 с глухими отверстиями.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Пусть в первом положении трубка 3 ориентирована вертикально /показано сплошными линиями на фиг.I/,жидкость 4 находится в нижней части трубки 3,Сразу же нижняя ферромагнитная шайба 5 взаимодействует с постоянным магнитом 6,стремясь притянуться к нему.Так как радиальный зазор 7 между постоянным магнитом б и траекторией шайбы 5 плавно уменьшается при движении
- 5 вверх к горизонтали,то естественно шайба 5 поднимается вверх, стремясь максимально приблизиться к магниту б и максимально перекрыть зазор 7,при этом трубка 3 совершает поворот против часовой стрелки.При предварительной регулировке с помощью кронштейна 8,скоб 9 и винтов в прорезях магнит б несколько смещается в угловом направлении так,чтобы нижний торец четверти кольца магнита 6 сдвинулся немного правее вертикали /см, фиг.1/,а верхний торец - немного выше горизонтали.Поэтому,во втором положении устройства /показано пунктиром на фиг.1/ трубка 3 поднимется несколько выше горизонтали.Естественно,за счёт силы тяжести сразу же смещается влево на фиг.1,в левую сторону трубки 3,ераву-же ва-ечё жидкость 4,при этом за счёт неуравновешенного момента силы тяжести жидкости 4 трубка 3 совершает переворот против часовой стрелки опять в своё первое положение, сразу же магнит б взаимодействует уже с другой,верхней на фиг.1 шайбой 5,притягивая последнюю,опять трубка 3 поднимается цикл повторяется.Таким образом,процесс вращения трубки 3 вместе с осью I,установленной в подшипниках 2,происходит непрерывно, есть энергия магнитного поля постоянного магнита 6 преобразуется в механическую энергию вращения.В данном устройстве постоянный магнит выполняет функции,аналогичные закрученной пружине в механических устройствах,или функции аккумулятора в электромеханических устройствах.Длина трубки 3,её диаметр, плотность жидкости 4,магнитные параметры ферромагнитных шайб 5 и постоянного магнита 6 тщательно подобраны таким образом,чтобы с одной стороны силы магнитного взаимодействия шайбы 5 и магнита б обеспечивали подъём трубки 3 в горизонтальное положение,
- 6 но одновременно с другой стороны при перетекании жидкости 4 в удалённую от магнита б сторону трубки 3 момент сил тяжести неуравновешенной жидкости обеспечил бы преодоление сил магнитного притяжения,отрыв шайбы 5 от магнита б для последующего переворота трубки 3 в вертикальное положение.Кроме того,эксцентричная установка магнита б относительно траектории торца трубки 3 с шайбой 5 должна обеспечивать плавное уменьшение радиального зазора 7 с приближением к горизонтали. Это гарантирует плавное втягивание шайбы 5 в области с меньшим зазором 7,и соответственно подъём трубки 3 в горизонтальное положение,Грубая эксцентричная выстановка осуществляется соответствующим размещением кронштейна 8,а уже точная подстройка плавности изменения радиального зазора 7 осуществляется смещением магнита б относительно кронштейна 8 в регулировочных прорезях.
По мнению автора предлагаемое устройство принципиально отличается от известных самим принципом своей работы.Устройство просто по конструкции,здесь в отличие от известных не требуется применения никаких материалов и элементов с особыми физическими свойствами /термомагнитных материалов и т.п./. что удешевляет конструкцию,повышает стабильность и надёжность работы.Устройство исключает необходимость использования тепловой энергии,для получения механической энергии вращения здесь использована только энергия магнитного поля постоянного магнита,что резко расширяет функциональные возможности устройства.Устройство практически не критично к неточностям и дефектам производства-всё компенсируется при регулировке.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Преобразователь электромагнитной энергии в механическую, содержащий ротор,укреплённый на горизонтальной оси в подшипниках постоянный магнит.неподвижно установленный вблизи наружной поверхности ротора,отличающийся тем,что ротор выполнен в виде прямолинейной закрытой трубки,расположенной симметрично относительно оси в перпендикулярной оси плоскости,частично заполненной жидкостью и снабжённой укреплёнными на торцах трубки ферромагнитными шайбами,а постоянный магнит выполнен в виде четверти аксиально намагниченного кольца и установлен снаружи описываемой торцом трубки траектории на участке от нижнего положения торца трубки до горизонтали с возможностью регулировки углового положения,эксцентрично данной траектории с плавным уменьшением радиального зазора между постоянным магнитом и траекторией с приближением к горизонтали.