Накопитель механической энергии Советский патент 1993 года по МПК F16H33/02 

.Ј

(т

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: при вращении лента 3, преодолевая свою упругость, переходит на внутреннюю цилиндрическую поверхность кожуха 1, запасая энергию е виде потенциальной энергии упругодефор- мирований ленты. При замедлении вращения накопителя лента снова стягивается упругими силами к центру, выделяя как кинетическую, так и потенциальную энергию. 2 ил.

||

Лотре&итель

А

(PueJ

Изобретение относится к накопителям механической энергии малой удельной энергоемкости, накапливающим кинематическую энергию совместно с потенциальной энергией упругодеформированного тела.

Известен накопитель механической энергии в виде резинового маховика, накапливающего, кроме кинетической энергии вращения, потенциальную энергию растяжения резины.

Недостатком данной конструкции является малая долговечность, низкий КПД и большие размеры, обусловленные сильным расширением резинового маховика.

Известен также накопитель механической энергии, содержащий установленный на оси вращения гибкий (лишенный изгиб- ной жесткости) элемент в виде по крайней мере одной гибкой ленты, размещенной в кожухе и связанной своими концами с потребителем и зарядным устройством с возможностью передачи крутящего момента.

Недостатками этого накопителя являются сложность, связанная с наличием вариатора, а также невозможность накопления потенциальной энергии дефор- мации гибкого элемента при разгоне, изгиб- ной жесткости и наматывается без предварительной деформации, т.е. прямым.

Целью изобретения является повышение удельной энергии при одновременном упрощении устройства.

Указанная цель достигается тем, что в накопителе механической энергии в кожухе навита упругая лента, предварительно деформированная и стянутая к оси, внутренний конец ее установлен свободно в тангенциальном направлении, а кожух поочередно связан с зарядным устройством и потребителем.

На фиг.1 изображен накопитель механической энергии; на фиг.2 - сечение А-А на

фИГ.1. ;. Накопитель механической энергии содержит цилиндрический кожух 1, установленный с возможностью вращения на оси 2, и по крайней мере одну ленту 3, размещенную между ними и закрепленную одним концом на внутренней поверхности цилиндрического кожуха Т, причем другой конец ленты размещен в кожухе свободно в тангенциальном направлении без передачи крутящего момента, поочерёдно связанным с зарядным устройством и потребителем. При этом лента выполнена упругой, имеющей изгибную жесткость и стянутой упругими силами ее предварительной деформации к геометрической оси вращения, Кроме этого, второй конец ленты 3 может быть закреплен на втулке 4, свободно установленной на оси 2 без передачи крутящего момента.

Не следует отождествлять предложение с изобретениями, т.н. центробежного аккумулятора, где лента чрезвычайно мало упруга и не деформируется предварительно, т.е. наматывается из прямой ленты, а также закреплена она своим концом на валу обязательно с возможностью передачи крутящего

0 момента, т.к. именно с этого вала снимается вращение.

Одной из особенностей изобретения является то, что лента в свободном состоянии стянута к центру оси 2, что достигается

5 предварительным пластическим .деформированием ее, например навивкой на ци-. линдр малого радиуса и выдержкой в таком виде, либо прокаткой через валок (цилиндр) малого радиуса в гибочном станке.

0 При вращении лента 3, преодолевая упругость переходит на внутреннюю цилиндрическую поверхность кожуха . 1, запасая энергию в виде потенциальной энергии уп-. ругодеформированной ленты. При выделе5 нии энергии, т.е. замедлении вращения . накопителя лента снова стягивается упругими силами к центру, выделяя как кинематическую, так и потенциальную энергию. Первая выделяется уменьшением момента

0 инерции цилиндра, вторая - снижением из- гибных напряжений в ленте.

В расчет, например, на накопитель механической энергии для игрушек и средств малой механизации, удельная энергоем5 кость упругой ленты, запасенная в виде упругой деформации, и кинематическая энергия кожуха с лентой выравниваются и равны примерно по 0,5 кДж/кг, т.е. по сравнению с цельным маховиком удельная энер0 гйя повышается вдвое при сохранении максимальной частоты вращения. Формула изобретения

0. повышения удельной энергии, лента выпол-, нена предварительно деформированной, стянута к оси, внутренний ее конец установлен свободно в тангенциальном направлении, а кожух предназначен для попеременной связи

5 с зарядным устройством и потребителем.

Фиг.1