Гравитационный преобразователь энергии (маятник Котельникова) Советский патент 1992 года по МПК F03G3/06 

1

(21)4776502/06 (22)02.01.90 (46)30.09.92. Бюл. №36 (75) В.Я,Котельников

(56)Стрелков С.П. Механика. М.: Наука, 1975. с.454-455, оис.273.

(54) ГРАВИТАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ (МАЯТНИК КОТЕЛЬНИКО- ВА)

(57)Использование: в сельском хозяйстве вибробункеры, в промышленности - уплотнение смесей, на транспорте - при очистке вагонов. Сущность изобретения: втулка 2 охватывает с зазором упругий стержень 1. На втулке 2 укреплен шток 3 с грузом 4. При перемещении втулки 2 из положения I в положение III гравитационная энергия груза 4 переходит при взаимодействии втулки 2 со стержнем 1 в механическую энергию вибраций стержня 1. 2 ил.

сл

С

vj о

Ј

il

о

00

Ж

Фиг. 2

Устройство относится к гравитационным двигателям и может быть использовано в сельском хозяйстве, например в вибробункерах с насыпным грузом, в промышленности при уплотнении смесей, на транспорте при очистке вагонов, когда возникает сводообразование и зависание груза.

Известны различные конструкции преобразователей энергии, например маятник в часах, где в качестве привода используются гири. Кроме того, известна конструкция преобразователя, например маятник, укрепленный шарнирно на вращающемся от электродвигателя валу, Его конструкцию составляют собственно маятник в виде штанги с грузом и обойма, которая с зазором охватывает вращающийся вал, служащий в качестве подвеса. При этом вал расположен горизонтально, а привод его осуществляется электродвигателем. Наличие зазора между валом и обоймой обеспечивает колебательное движение маятника от положения равновесия, При наличии сил трения между обоймой и валом и внешней возмущающей силы, а это имеет место, когда вал не вращается, колебания маятника являются затухающими.

Однако, когда вал вращается, то штанга через обойму получает дополнительный импульс, вызываемый силами трения вала и обоймы. Когда фазы колебаний маятника совпадают с моментом сил трения, происходит увеличение амплитуды колебаний маятника, что и обеспечивает его колебание под воздействием вращающегося вала, В данном случае энергия вращения вала от внешнего источника (электродвигателя) трансформируется в колебательные движения маятника.

Недостатком этой конструкции является то, что она имеет низкий коэффициент полезного действия, поскольку за каждый период колебаний момент трения дважды меняет знак по фазе, одна из которых увеличивает амплитуду, а вторая уменьшает ее.

Кроме того, эту конструкцию нельзя использовать в качестве автономного привода в местах полного отсутствия традиционных источников энергии, например электрической.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия и использование этого устройства в качестве привода в местах полного отсутствия традиционных источников энергии, например электрической.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено упругим стержнем (нитью), жестко закрепленным в опорах и

расположенным в вертикальной плоскости, а обойма, охватывающая стержень (нить), свободно перемещается вдоль его продольной оси. При этом в качестве привода используется потенциальная энергия маятника путем перемещения его в верхнее положение по упругому стержню.

На фиг.1 дана общая схема устройства, вид сбоку; на фиг.2 - фазы последовательных положений маятника.

Преобразователь энергии включает подвес, выполненный в виде упругого стержня 1, установленного в вертикальной плоскости и жестко закрепленного концами в

опорах EF. Обоймой служит втулка 2, которая установлена с зазором на стержне 1. К обойме жестко закреплена штанга 3, а на штанге установлен груз 4, который можно перемещать по штанге и изменять частоту

передаваемых импульсов на внешний источник от преобразователя в технологическую цепь.

Устройство работает следующим образом.

Для включения преобразователя в работу необходимо отклонить штангу 3 с грузом 4 в горизонтальное положение и поднять маятник вверх по стержню 1 на максимальную высоту. Затем следует отклонить штангу 3 с грузом 4 на угол а в положение I (фиг.2), При опускании груза и штанги происходит поворот маятника относительно стержея 1 в положение II-III. При этом одновременно происходит скольжение

обоймы 2 по стержню 1 из точки А к точке В и С. В точке С система заклинивается и отклоняется на угол at, который ограничивается упругой силой стержня 1, определяемой моментом силы инерции центра массы

маятника и дополнительного импульса, получаемого от перемещения маятника по стержню 1 из положения А в положение С. После остановки маятника упругая сила отбрасывает его в верхнее положение II и I. После

этого рабочий цикл повторяется, а колебания поддерживаются за счет перемещения обоймы 2 по стержню 1 (на каждое полное колебание). При опускании груза вниз система останавливается. Для ее пуска в работу

необходимо поднять маятник с грузом в верхнее положение и повторить запуск.

Увеличение коэффициента полезного действия достигается тем, что подача импульса производится периодически и синхронно с фазами колебаний. Система не требует привода от источников энергии, кроме той, которая требуется для установки маятника в верхнее положение, что выполняется человеком.

Формула изобретения Гравитационный преобразователь энергии, включающий подвес, выполненный в виде вала, штангу с грузом и обоймой, размещенной на валуе радиальным кольцевым зазором, отличающийся тем, что, с целью преобразования потенциальной энергии груза в механическую энергию ва;:

7Z

V///////S.

is///////

ла, последний-выполнен в виде неподвижно закрепленного упругого элемента, концы которого расположены на разных уровнях один относительно другого, обойма выполнена в виде втулки, размещенной на упругом элементе с возможностью продольного перемещения, упругий элемент установлен с возможностью регулировки его жесткости.

Фиг.1