Способ аккумулирования энергии Советский патент 1987 года по МПК F16F15/30 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в маковичных накопителях энергии.

Цель изобретения - повышение эффективности аккумулирования энергии, достигаемое за счет выравнивания CKopoctefi движения частиц вращающегося маховика в его центре и на периферии, т.е. по всему радиусу маховика, что в свою очередь приводит к выравниванию напряжений по радиусу маховика.

На фиг. 1 изображен аккумулятор энергии, реализующий способ; на фиг. 2 - план скоростей частиц вращающегося маховика.

Способ аккумулирования энергии заключается в следующем.

Маховик устанавливают на гибкий вал, имеющий возможность изменения кривизны и расположенный в опорах, и раскручивают его вокруг оси, перпендикулярной плоскости вращения маховика, используя опоры, имеющие разную жесткость в двух направлениях. Скорость вращения маховика соответствует отклонению оси маховика от перПри вращении маховика 2 вал 3 начинает изгибаться, что вызовет превон.ачального, равному по величине половине радиуса маховика. Маховик по- 30 цессию - дополнительное орбитальное стоянной толщины раскручивают относи- вращение маховика 2 вместе с валом 3 тельно оси Z в одну сторону, напри- вокруг первоначального его положения мер, по часовой-стрелке. В системе от- Большая разница жесткости опор 4 ва- счета X y Z , связанной с осью вращения

ховика в плоскости Х У увеличиваются в радиальном направлении от оси к периферий. Выше оси маховика скорости частиц направлены вправо и имела 3 в двух направлениях обеспечиZ , скорости движения частиц ма- 35 обратную прецессию - вращение вала 3 в сторону, противоположную

вращению маховика 2. Выравнивание скоростей частиц маховика 2 происходит при определенных радиусе г мают положительный знак, ниже оси (вле-40 овика и расстоянии R меящу осью

2

во) - отрицательный знак. Для выравнивания скоростей движения всех частиц маховика по модулю и направлению маховик вместе с валом раскручивают дополнительно в обратном направлении против часовой стрелки относительно оси Z.

Абсолютные скорости V точек маховика при плоскопараллельном движении относительно оси Z и одновремен- 50 но относительно оси Z определяются путем геометрического сложения переносмаховика I в прецессионном движении и осью маховика 2 в статике. Эти параметры определяются из условия равенства углового момента L орбиталь- лс ного движения угловому моменту

обратного осевого вращения

Ь,Ц..

Так как L TnVdR, где п - масса маховика 2, а L,lw, где 1 mr Vмомент инерции маховика 2, ы -- угловая скорость осевого вращения маховика, то - или R

ных Vg и относительных т.е. .

V.. скоростей.

Для достижения условия . v в точках I и 2 необходимо, чтобы

«,v,,H сг2 е2- г2Плоскопараллельное движение, удовлетворяющее вьш1еизложенным условиям.

0

5

0

5

эквивалентно поступательному движе нию.

При таком движении направленный отрезок а, проведенньй на боковой поверхности маховика, не меняет направления и остается параллельным самому себе при всех положениях маховика. При этом расстояния между частицами тела маховика остаются постоянными, а, следовательно, внутреннее трение отсутствует. Скорости частиц махови- ка выравнив;зются по скорости и направлению, что обеспечивает равенство напряжений по радиусу маховика.

Способ может быть осуществлен аккумулятором кинетической энергии, содержащим компрессор 1, маховик 2, закрепленный на гибком валу 3, выполненном в виде эластичной герметичной трубки, обвитой слоями проволоки, опоры 4 вращения вала 3, выполненные с разницей жесткости в двух направлениях, клапан 5 для подачи воздуха в полость вала 3, датчик 6 перемещений, регулятор 7 давления воздуха.

Аккумулятор кинетической энергии работает следующим образом.

При вращении маховика 2 вал 3 начинает изгибаться, что вызовет пре0 цессию - дополнительное орбитальное вращение маховика 2 вместе с валом 3 вокруг первоначального его положения Большая разница жесткости опор 4 ва-

2

маховика I в прецессионном движении и осью маховика 2 в статике. Эти параметры определяются из условия равенства углового момента L орбиталь- ного движения угловому моменту

обратного осевого вращения

Ь,Ц..

Так как L TnVdR, где п - масса маховика 2, а L,lw, где 1 mr Vмомент инерции маховика 2, ы -- угловая скорость осевого вращения маховика, то - или R

В случае изменения соотношения R и г компрессор 1 подает сжатый возух в полость гибкого вала 3, который начинает изменять свою кривизну, восстанавливая необходимое соотношег.

3 .13)

ние R и г. Отклонение вала 3 фиксируется датчикой 6 перемещений и передается в виде сигнала на регулятор 7, который управляет работой компрессора 1.

Изобретение позволяет повысить эффективность способа за счет выравнивания напряжений по радиусу маховика при его вращении.

Формула изобретения

Способ аккумулирования энергии, заключающийся в том, что маховик ус14

танавливают на гибкий вал, имеющий возможность изменения кривизны и расположенный в опорах, и раскручивают его вокруг оси, перпендикулярной плоскости враг(енйя маховика, о т л и - ч ающийся тем, что, с целью повьшхения эффективности путем обеспечения равномерного распределения пряжений в теле маховика, используют

опоры, имеющие разную жесткость в

двух направлениях, а маховик раскручивают до скорости вращения, соответствующей отклонению оси маховика от первоначального, равному по величине

половине радиуса маховика.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в маковичных накопителях энергии. Целью изобретения является повьше- ние эффективности способа, достигаемое за счет выравнивания скоростей частиц врап1ающегося маховика в .его центре и на периферии, т.е. по всему радиусу маховика, что в свою очередь приводит к выравниванию напряжений по радиусу маховика. Выравнивание скоростей частиц маховика достигается за счет раскр -чивания маховика вокруг оси, перпендикулярной плоскости его вращения, и дополни- тельйого раскручивания в обратном направлении вместе с валом вокруг оси, параллельной оси маховика. Причем выравнивание скоростей частиц маховика происходит при определенных радиусе г маховика и расстоянии R между осью маховика в прецессионном движении и осью маховика в статике . Эти параметры определяются из условия равенства углового момента орбитального движения угловому моменту обратного осевого движения. 2 ил. (Л оо to to оо

/

I 1 %11 в f

-NlVjy

I h

. ./

-..С а

I

.2

%11 в f

-NlVjy

h

. ./

..С а

/

I

.,/./

te.2

/

Составитель В.Проценко Редактор П.Гереши Техред М.Ходаиич

Заказ 1951/33 Тираж 812Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

Корректор А. Ворович