Преобразователь энергии колебаний в энергию вращения Советский патент 1988 года по МПК F03G7/08 

70

f нанс. }В

. //Wu

.В

г ч

-- }В

.В

/

ел

(Х

00

г ч

Изобретение м,б, использовано для рекуперации неиспользованной энергии вибрации машин и получения равномерного управляемого вращательного движения с плавно регулируемой скоростью. Цель изобретения - повышение КПД преобразователя. На наружном конце каждой из лопастей 3, 4, 5, 6 под углом относительно друг друга установлены пластины (П) 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13, 14 и15, параллельные оси 7 вращения ротора (Р) ., Связь П 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 каждой из лопастей между собой выполнена в виде расположенных в вершине угла между П8и9, 10и11, 12 и 13, 14 и.15 шарниров 16, 17, 18 и 19 с двумя ограничителями угла поворота пластины соответственно для фиксации минимального и максимального углов между П, При возбуждении относительных вибраций Р 2 и жидкой среды 1 возникают кратковременные знакопеременные потоки относительно Т, Из-за разности сопротивлений потоку 20 пар П 8 и 9, 12 и 1 3 возникает действующий на Р момент сил, направленньш по ча- - совой стрелке, В результате суммарный момент на Р резко увеличивается, 1 ил. to (Л

11

Изобретение относится к преобразованию колебательного или вибрационного двихения во вращательное и может быть использовано в различных областях народного хозяйства для рекуперации неиспользованной энергии вибрации машин, например энергии биения размещенного в жидкости вала и.ти колебаний движущихся транспортных средств, а таюке для получения равномерного управляемого врап ательного движения с плавно регулируемой ско- ростью, например в химической промышленности, в частности в промышленных роботах,

Целью изобретения, является повышение КГЩ.

На чертеже изображена конструктивная схема преобразователя,, вид вдоль оси ротора.

Преобразователь содержит размещенный в жидкой опорной среде 1 ротор 2 по меньшей мере с четьгрьмя радиальными лопастями 3-6, прикрепленными к оси 7 ротора 2, На наружном конце каждой лопасти 3-6 подуглом друг к другу установлены соответственно связанные между собой пластины 8 и 9, 1 и 11, 12 и 13, 14 и 15, параллельные оси 7 вращения ротора 2. Вершины углов между пластинами 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 - одинаково тангенциально направлены. Связь пластин 8и9, 10и11, 12и13, 14и15 ло пастей 3-6 между собой выполнена в виде расположенных в каждой из вершин угла между пластинами 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 цилиндрических шарниров 16-19 соответственно. Ось каждт;ого из шарниров 16-19 параллельна оси 7 ротора 2. Каждый из шарниров 16-19 имеет два ограничителя (не показаны) угла поворота пластин 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 соответственно для фиксации минимального зтла и максимального углао1„дц р между пластинами 8 и 9, 1 и 11, 12 и 13, 14 и 15. На чертеже каждая из пхсастин 8и95 10и11, 12 и 13, 14 и 15 показана сплошной линией в одном из ее крайних положений, а пунктирными линиями - в друго крайнем положении.

Преобразователь работает следующи обраяом.

При возбу сдении относительных вибраций ротора 2 и жидкой среды 1 кратковременно возникают знакопеременные

Q 5

0

5 О

г

5

0

5

потоки 20 и 21 частиц жидкой среды 1 относительно пластин 8-15 ротора 2. При воздействии потока 20 на пластины 8 и 9 лобовое сопротивление последних будет больше, чем при воздействии потока 20 на пластины 12 и 13 по двум причинам: первая пара пластин 8 и 9 обращена к потоку 20 основанием образованного ими треугольника, а вторая пара пластин 12 и 13 - вершиной; угол между пластинами 8 и 9 при воздействии на них потока 20 увеличивается дo( я при воздействии этого потока 20 на пластины f2 и 13 угол между последними уменьшается доо . В результате разности сопротивлений потоку 20 указанных пар пластин 8 и 9, 12 и 13 возникает действующий на ротор 2 момент сил, направленный по часовой стрелке. При воздействии через некоторое малое время на пары пластин 8 и 9, 12 и 13 потока 21 в противоположном потоку 20 направлении по той же причине лобовое сопротивление пары пластин 8 и 9 станет больше лобового сопротивления пары пластин 12 и 13, но направление момента от разности этих лобовых сопротивлений сохранится (по часовой стрелке). Б результате ротор 2 поворачивается по часовой стрелке, пластины 8и9, 10и11, 12 и 13, 14 и 15 меняются местами, и описанный цикл повторяется, В результате поддерживается направленное вращение ротора 2.

Таким образом, суммарный момент на роторе 2 резко увеличивается за счет увеличения обтекаемости пластин 8- 15 потоками 20 и 21 со стороны вершины углаы.„ич ежду пластинами 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 и резкого повьш1ения сопротивления потокам 20 и 21 пластин 8-15 при обтекании последних со стороны основания образованных ими треугольников с углами между пластинами 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15.

При постоянной частоте колебаний вращение ротора 2 равномерное. Изменяя частоту колебаний жидкой среды 1, можно изменять скорость вращения ротора 2.

Процесс вращения ротора 2 происходит так же, если колебания жидкой среды 1 заменить колебаниями оси 7 ротора 2, Таким образом, при соединении оси 7 ротора 2 с вибрирующим

валом какого-либо устройства неиспользуемые вибрации последнего могут быть превращены в полезное вращательное движение.

Формула изобретения

Преобразователь энергии колебаний в энергию вращения, содержащий раз- мещенный в жидкой опорной среде ротор с лопастями, на наружном конце каждой из которых под углом друг относительно друга установлены связанные

.между собой пластины, параллельные оси вращения ротора, причем вершины углов между пластинами всех лопастей одинаково тангенциально направлены, отличающийся тем, что, с целью повьппения КПД, связь пластин каждой лопасти между собой вьтолнена в виде рпсположенного в вершине угла между пластинами шарнира с двумя ограничителями угла поворота пластин соответственно для фиксации минималь: ного и максимального угла между пластинами.