×
02.11.2018
218.016.99c3

МАХОВИК ПЕРЕМЕННОГО МОМЕНТА ИНЕРЦИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения. Маховик переменного момента инерции содержит две полуоси (1, 2), на которых жестко закреплена внешняя камера цилиндрической формы (3). Внутри внешней камеры жестко закреплена коаксиально расположенная внутренняя камера (4). Внутри внутренней камеры расположен поршень (5) c возможностью перемещения вдоль оси маховика посредством штока (6). Между цилиндрической поверхностью внешней камеры и цилиндрической поверхностью внутренней камеры расположен кольцеобразный поршень (7), который выполнен с возможностью перемещения вдоль стенок коаксиальных цилиндрических поверхностей. Полости, расположенные под цилиндрическим и кольцеобразным поршнями, гидравлически связаны между собой и заполнены жидкостью. Полости над поршнями сообщены между собой и заполнены воздухом. Несколько пар радиальных перегородок расположены под кольцеобразным поршнем. Некоторые радиальные перегородки закреплены на днище кольцеобразного поршня и перемещаются вместе с ним. Достигается плавность регулирования момента инерции маховика и упрощение управления. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к инерционным аккумуляторам энергии.

Известна конструкция маховика переменного момента инерции, содержащего корпус с внутренней камерой, заполненной подвижной средой (RU, №2175085, опубл. 20.10.2001)

В периферийной части камеры размещено капиллярно-пористое вещество. Устройство нагрева и устройство охлаждения соприкасаются с подвижной средой и капиллярно-пористым веществом. Обеспечивается расширение эксплуатационных свойств за счет возможности регулирования момента инерции путем изменения расстояния между осью вращения и центром масс независимо от скорости вращения маховика. К недостаткам этого маховика относится необходимость использования специфического капиллярно-пористого вещества и устройства нагрева и охлаждения. Это приводит к сложности реализации, а также большим временным задержкам при необходимости изменения момента инерции.

Наиболее близким по технической реализации является маховик с переменным моментом инерции (RU, №1615439, опубл. 23.12.90), В конструкции маховика предусмотрен пустотелый барабан с камерой для жидкости, соединенный с валом с возможностью совместного вращения. Внутри камеры установлены радиальные перегородки. Жидкость из резервуара с помощью шнека, закрепленного на валу маховика, подается в камеру. По мере раскручивания маховика его масса увеличивается за счет нагнетания жидкости в камеру. Этот маховик не позволяет уменьшать его момент инерции без уменьшения его скорости вращения, что является его недостатком.

Технической задачей изобретения является обеспечение возможности увеличения и уменьшения момента инерции маховика, не требующее изменения скорости его вращения, а также повышение точности регулирования его момента инерции.

Техническим результатом изобретения является плавное регулирование момента инерции маховика, не требующее изменения скорости его вращения, простота управления и линейность зависимости изменения момента инерции от управляющего воздействия.

Решение технической задачи достигается тем, что в известном маховике переменного момента инерции, содержащего внешнюю камеру цилиндрической формы, внутреннюю цилиндрическую камеру, соосную с внешней и расположенную внутри нее, радиальные перегородки, согласно изобретению, внешняя камера жестко закреплена на двух полуосях, внутренняя камера выполнена в виде цилиндра с цилиндрическим поршнем внутри него, установленного с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра с помощью штока, между внутренней и внешней камерами расположен кольцеобразный поршень, с возможностью перемещения вдоль стенок внутренней и внешней камер из среднего положения в верхнее, при этом полости, расположенные под цилиндрическим и кольцеобразным поршнем, гидравлически связаны между собой и заполнены жидкостью, полости над поршнями сообщены между собой и заполнены воздухом, под кольцеобразным поршнем расположено несколько пар радиальных перегородок, причем часть из них закреплены на днище кольцеобразного поршня и перемещаются вместе с ним, другие закреплены между цилиндрическими поверхностями внутренней и внешней камер.

Получение технического результата достигается как перемещением жидкости из центральной области маховика к его периферийной области, так и обратным перемещением жидкости из периферийной области в центральную, что приводит соответственно к управляемому увеличению, или к уменьшению момента инерции; при этом совместное вращение с одинаковой угловой скоростью камеры и жидкости, находящейся в полости под кольцеобразным поршнем, обеспечивают несколько пар радиально расположенных вертикальных перегородок, одни из которых закреплены на днище поршня и перемещаются вместе с ним, другие закреплены между цилиндрическими поверхностями камеры и цилиндра.

Сущность изобретения поясняется рисунками 1, 2 и 3. Маховик переменного момента инерции (фиг. 1) содержит две полуоси 1 и 2, на которых жестко закреплена внешняя камера цилиндрической формы 3. Внутренняя цилиндрическая камера 4 соосна с внешней камерой 3 и установлена с возможностью одновременного вращения с ней. Внутри цилиндрической камеры 4 расположен поршень 5, который может перемещаться вдоль оси маховика из верхнего положения (фиг. 1) в нижнее положение с помощью штока 6, жестко скрепленного с ним. Шток 6 проходит через цилиндрическое отверстие в полуоси 1, что позволяет организовать его линейное перемещение совместно с поршнем 5 вдоль оси маховика. Между цилиндрической поверхностью внешней камеры 3 и цилиндрической поверхностью внутренней камеры 4 расположен кольцеобразный поршень 7, который может перемещаться вдоль стенок коаксиальных цилиндрических поверхностей. Цилиндрическая полость А, расположенная под поршнем 5, и кольцеобразная полость Б, расположенная под кольцеобразным поршнем 7, заполнены рабочим телом (жидкостью). Полости А и Б соединены между собой через отверстия 8, имеющиеся в нижней части внутренней цилиндрической камеры 4. Цилиндрическая полость Г (фиг. 2), расположенная над поршнем 5, и кольцеобразная полость В, расположенная над кольцеобразным поршнем 7, заполнены воздухом. Полости Г и В соединены между собой через отверстия 9, имеющиеся в верхней части внутренней цилиндрической камеры 4.

Минимальный момент инерции маховика соответствует верхнему положению поршня 5 и расположению кольцеобразного поршня 7, при котором объем полости Б равен объему полости В, как показано на фиг. 1.

При перемещении поршня 5 из верхнего в нижнее положение жидкость из полости А перемещается в полость Б, что приводит к перемещению поршня 7 в верхнее положение. Это приводит к увеличению момента инерции в силу того, что жидкость из центральной части маховика перемещается к его внешней поверхности. На фиг. 2 показано промежуточное положение поршней. При перемещении поршня 7 в верхнее положение воздух, расположенный над кольцеобразным поршнем 7, вытесняется из полости В через отверстия 9 цилиндра 4 в полость Г. Максимальный момент инерции маховика достигается при верхнем положении поршня 7.

При перемещении поршня 5 из нижнего положения в верхнее, жидкость из полости Б перемещается в полость А, а воздух, расположенный над поршнем 5, вытесняется через отверстия 9 цилиндра 4 в полость В, что приводит к перемещению кольцеобразного поршня 7 из верхнего положения в среднее. Это приводит к уменьшению момента инерции в силу того, что жидкость из внешней области Б маховика перемещается в его центральную область Л.

Совместное вращение с одинаковой угловой скоростью внешней камеры 3 и жидкости, находящейся в полости Б под кольцеобразным поршнем 7, обеспечивают несколько пар радиально расположенных вертикальных перегородок 10 и 11 (фиг. 3). Перегородки 10 жестко закреплены между внутренней стенкой камеры 3 и наружной стенкой камеры 4. Эти перегородки располагаются от места нахождения нижней поверхности кольцеобразного поршня 7, соответствующего минимальному моменту инерции маховика, до внутренней поверхности дна камеры 3.

Перегородки 11 жестко закреплены на нижней поверхности кольцеобразного поршня 7 и перемещаются вместе с ним. Перегородки 11 перемещаются в пазах, образуемых перегородками 10 и выступами 12 (фиг. 3). Выступы 12 жестко закреплены на внутренней поверхности камеры 3 и внешней поверхности камеры 4. Высота перегородки 11, жестко соединенной с поршнем 7, соответствует высоте перегородки 10, жестко соединенной с камерой 3 и камерой 4. Это обеспечивает перекрытие кольцеобразной камеры Б вертикальными перегородками 10 и 11 при любом положении кольцеобразного поршня 7.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано в системах управления гидроагрегатов при переходных процессах и аварийных режимах, которые могут возникать при резком сбросе нагрузки большой суммарной мощности, что характерно для малых ГЭС. В последнем случае маховик, сопряженный с гидроагрегатом, создает дополнительный тормозящий момент для гидроагрегата, предотвращая его неуправляемый разгон. Это реализуется за счет управляющих воздействий, приводящих к увеличению момента инерции маховика.

Использование такого маховика, также, позволяет:

- осуществлять управляемое демпфирование случайных возмущений, связанных с нестационарностью гидропотока;

- запасать механическую энергию в период, предшествующий ожидаемому увеличению электрической нагрузки, для предотвращения аварийного снижения оборотов гидроагрегата, связанного с резким набором нагрузки большой суммарной мощности, заранее увеличивая момент инерции вращающегося маховика.

Кроме того, подобное устройство может найти применение в ветроэнергетике.

Маховик переменного момента инерции, содержащий внешнюю камеру цилиндрической формы, внутреннюю цилиндрическую камеру, соосную с внешней и расположенную внутри нее, радиальные перегородки, отличающийся тем, что внешняя камера жестко закреплена на двух полуосях, внутренняя камера выполнена в виде цилиндра с цилиндрическим поршнем внутри него, установленного с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра с помощью штока, между внутренней и внешней камерами расположен кольцеобразный поршень с возможностью перемещения вдоль стенок внутренней и внешней камер из среднего положения в верхнее, при этом полости, расположенные под цилиндрическим и кольцеобразным поршнями, гидравлически связаны между собой и заполнены жидкостью, полости над поршнями сообщены между собой и заполнены воздухом, под кольцеобразным поршнем расположено несколько пар радиальных перегородок, причем часть из них закреплены на днище кольцеобразного поршня и перемещаются вместе с ним, другие закреплены между цилиндрическими поверхностями внутренней и внешней камер.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 208.
10.09.2015
№216.013.7894

Способ изготовления электродно-диафрагменного блока для щелочного электролизера воды

Изобретение относится к способу изготовления электродно-диафрагменного блока для щелочного электролизера воды, включающему приготовление формующего раствора диафрагмы, нанесение формующего раствора на подложку, изготовление диафрагмы методом фазовой инверсии и формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562457
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.10.2015
№216.013.83b4

Способ изготовления диафрагменного материала для электролитического разложения воды

Изобретение относится к технологии изготовления нетканых диафрагменных материалов на основе волокон полимера с внедренными по поверхности частицами гидрофильного наполнителя для электролизеров воды с щелочным электролитом. Способ изготовления диафрагменного материала для электролитического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565319
Дата охранного документа: 20.10.2015
27.10.2015
№216.013.8881

Пылеугольная топка

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано на паровых котлах с прямым вдуванием угольной пыли. Пылеугольная топка содержит экранированные прямоугольную вертикальную камеру сгорания 1 и двускатную холодную воронку 2, шлаковый комод 3, установленные по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566548
Дата охранного документа: 27.10.2015
20.12.2015
№216.013.9cf0

Устройство для токарной обработки некруглых деталей

Устройство относится к электромеханике и может быть использовано для повышения точности токарной обработки серийных некруглых деталей, выполняемой по бескопирной технологии, в условиях колебания скорости вращения детали. Технический результат - повышение точности формообразования в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571801
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.01.2016
№216.013.a0cb

Устройство для управления вентильно-индукторным электроприводом

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе станков, гибридного и электрического транспорта, установок общепромышленного назначения. Техническим результатом является повышение надежности устройства. Устройство управления предусматривает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572805
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.04.2016
№216.015.2e6a

Способ электропитания генератора озона поверхностного разряда

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для экономии электроэнергии и повышения надежности генераторов озона барьерно-поверхностного разряда. Технический результат - повышение эффективности использования электроэнергии и уменьшение потребляемой мощности озонатора от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579354
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.05.2016
№216.015.4023

Микроканальный теплообменник

Изобретение относится к теплообменной технике и может использоваться в микроканальных теплообменниках. Микроканальный теплообменник состоит из жесткого корпуса, содержащего теплообменную матрицу, образованную из спаянных между собой тонких гладких теплопроводных пластин одинаковой конструкции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584081
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.08.2016
№216.015.4a79

Гель-полимерный электролит для литиевых источников тока

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока, а также суперконденсаторов. Повышение удельной электрической проводимости гель-полимерного электролита, обеспечение его химической и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594763
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4cd4

Энергоустановка с электрохимическим генератором на основе водородно-кислородных топливных элементов

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано для получения электрической энергии как в стационарных установках, так и на транспорте, а также при производстве и эксплуатации энергоустановок. Повышение эффективности работы энергоустановки с электрохимическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594895
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4d93

Установка для нанесения покрытий на поверхности деталей

Изобретение относится к установке для нанесения покрытий на поверхности деталей. Внутри корпуса вакуумной камеры установлен, по меньшей мере, один источник распыляемого материала, выполненный в виде N магнетронов, где N - целое число и N>1, и ионный источник. Внутри корпуса камеры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595187
Дата охранного документа: 20.08.2016
Показаны записи 1-2 из 2.
26.05.2019
№219.017.6190

Маховик переменного момента инерции

Изобретение относится к области машиностроения. Маховик переменного момента инерции содержит камеру (1) цилиндрической формы. На внутренних торцевых поверхностях камеры соосно с ней жестко закреплены цилиндр малого диаметра (5) и цилиндр большого диаметра (6), расположенные коаксиально. Во...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689051
Дата охранного документа: 23.05.2019
18.12.2019
№219.017.ee2b

Маховик переменного момента инерции

Изобретение относится к машиностроению. Маховик переменного момента инерции содержит жестко закрепленную на нижней и верхней полуосях внутреннюю камеру цилиндрической формы. В полости камеры расположен поршень, жестко скрепленный со штоком управления. Шток расположен в отверстии верхней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709080
Дата охранного документа: 13.12.2019
+ добавить свой РИД