МАХОВИК Российский патент 1995 года по МПК F03G3/00 

Изобретение относится к устройствам для накопления энергии и может быть использовано в машинах с неравномерным вращающим моментом на главном валу, например, поршневых двигателях.

Известен маховичный накопитель энергии.

Недостатком накопителя является неоптимальный коэффициент неравномерности движения.

Цель изобретения - уменьшение коэффициента неравномерности движения вращающегося с регулируемой скоростью ведущего звена.

На фиг.1 показан маховик с пневматическим приводом, главный вид, продольный разрез; на фиг.2 - маховик с электромагнитным приводом, вид сверху, разрез.

На валу 1 последовательно размещены диски 2, 3, прикрепленные к валу 1 сваркой. К внешней поверхности дисков 2, 3 прикреплены сваркой сепараторы 4 с телами качения, например, роликами. На тела качения сепараторов 4 опирается обод 5. В желобе, образованном дисками 2, 3 размещена управляемая муфта в виде замкнутой упругой тороидальной оболочки 6. Оболочка 6 посредством клея прикреплена к валу 1 дискам 2, 3. К внешней стороне оболочки 6 приклеен протектор 7. Во внутренней стороне оболочки 6 выполнено отверстие 8, сообщаемое с источником сжатого воздуха посредством пневмотракта 9, выполненного в валу 1. При подаче воздуха под давлением внутрь оболочки 6 происходит упругая деформация оболочки 6 и протектор 7 с высоким коэффициентом трения соприкасается с ободом 5. При снижении давления внутри оболочки 6 в результате упругой деформации оболочки 6 протектор 7 прекращает воздействие на обод 5. Внешняя поверхность обода 5 выполнена в виде желоба, в котором размещена управляемая муфта в виде замкнутой упругой тороидальной оболочки 10 с протектором 11. Протектор 11 к оболочке 10 и оболочка 10 к ободу 5 прикреплены клеем. Посредством сепаратора 12 с телами качения на обод 5 опирается обод 13. В оболочке 10 и ободе 5 выполнена кольцевая щель 14, герметично накрытая П-образной резиновой манжетой 15, соединенной посредством пневмотракта в виде канала 16 с трубкой 17, сообщаемой с источником сжатого воздуха. Ободы 5, 13 снизу и сверху поддерживаются роликами сепараторов 18, чем исключается смещение ободов 5, 13 относительно вала 1.

Маховик может быть дополнительно снабжен еще несколькими ободами, установленными коаксиально друг к другу через тела качения, заключенные в сепараторы, и между которыми размещены управляемые муфты.

Маховик помещен в корпус 19. Маховик может включать электромагнитный привод (фиг.2). Поверхность вала 1 выполнена в виде треугольных шлицов. Обод 5 снабжен заостренной шпонкой 20, являющейся сердечником, размещенным в катушке 21. Шпонка 20 удерживается пружиной 22 растяжения. При подаче напряжения в катушку 21 шпонка 20 втягивается в катушку 21. После прекращения подачи напряжения в катушку 21 шпонка 20 под действием пружины 22 выдвигается из катушки 21, при этом заостренный конец шпонки 20 входит в зацепление со шлицами вала 1. При этом при вращении вала 1 вместе с ним вращается обод 5.

Маховик работает следующим образом. Для каждой скорости приводного вала устанавливают оптимальную массу маховика. Например, для скорости двигателя 500 об/мин необходим маховик, включающий один обод, для скорости 750 об/мин - два.

При скорости двигателя 500 об/мин в оболочку 6 подают давление, оболочка 6 раздувается, протектор 7 соприкасается с ободом 5. При этом давление в оболочке 10 снижено, протектор 11 не взаимодействует с ободом 13 и обод 5 вращается независимо от обода 13. В маховике использована только масса обода 5, при этом коэффициент неравномерности минимален.

При скорости двигателя 750 об/мин подают давление в оболочку 10, которая раздувается с прижатием протектора 11 к ободу 13. При этом вал 1, обод 5 и обод 13 вращаются как единое целое.

При остановке двигателя снижают давление в оболочке 6, при этом вал 1 вращается независимо от ободов 5, 13.

При использовании электромагнитного привода массу маховика регулируют подачей напряжения в катушку 21.

Таким образом, масса маховика регулируется подключением ободов к вращающемуся валу, чем обеспечивается оптимальная для конкретной угловой скорости масса маховика и минимальный коэффициент неравномерности движения.

Использование: энергетика и может быть применено в двигателестроении. Сущность изобретения: маховик содержит вал 1, на котором закреплены диски 2, 3, образующие желоб, на них опирается обод 5. В желобе размещена замкнутая упругая тороидальная оболочка 6, связанная с источником сжатого воздуха. При наполненной воздухом оболочке 6 вместе с ободом 5 вращается вал 1, а при снижении давления внутри оболочки 6 обод 5 вращается независимо от вала 1. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. МАХОВИК, содержащий вал и установленный на нем аккумулирующий элемент в виде последовательно размещенных дисков, соединенных между собой через муфты, отличающийся тем, что на внешней поверхности пары дисков через тела качения, заключенные в сепараторе, установлен обод, при этом между дисками и последним размещена управляемая муфта. 2. Маховик по п.1, отличающийся тем, что снабжен дополнительными ободами, установленными коаксиально друг другу через тела качения, заключенные в сепараторе, между которыми размещены управляемые муфты. 3.Маховик по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что управляемая муфта выполнена в виде замкнутой упругой тороидальной оболочки, с внешней стороны снабженной протектором и соединенной через пневмотракт с источником управления. 4. Маховик по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на поверхности вала между дисками выполнены шлицы треугольного сечения, а управляемая муфта выполнена в виде электромагнита, установленного на ободе, в котором сердечник выполнен в виде подпружиненной заостренной шпонки. 5. Маховик по п.4, отличающийся тем, что внешняя поверхность обода выполнена в виде шлицов треугольного сечения.