устройство преобразования потенциальной энергии в механическую

Формула изобретения

Устройство преобразования потенциальной энергии в механическую, отличающееся тем, что оно выполнено из двух четырехплечих асимметричных постоянно подпружиненных воротов, асимметрично установленных относительно друг друга в одной плоскости таким образом, что опорные силы воротов направлены противоположно, соосно и выполнены с возможностью постоянного взаимодействия между собой через общие опоры и с корпусом связаны через пальцы, причем каждый ворот состоит из двух внутренних и двух наружных плеч, размещенных в плоскости, перпендикулярной оси ворота, и соединенных между собой с помощью оси и П-образных концов наружных плеч, свободные концы наружных плеч воротов соединены попарно между собой через упругостные и силовые элементы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам по преобразованию потенциальной энергии упругого вида деформируемых твердых тел покоя в механическую энергию активного, непрерывного на годы движения устройства, и может быть использовано для создания простых и дешевых приводов генераторов, движителей транспортных средств на любую мощность для бестопливной энергетики и их активного и непрерывного движения также на годы.

Патентный поиск в доступном патентном фонде Центра научно-технической информации Чувашской ССР, не выявил ни отечественного, ни зарубежного аналога изобретения того же назначения, совокупность признаков которого была бы сходна с совокупностью существенных признаков изобретения.

Техническим результатом изобретения является увеличение времени в пути активного, непрерывного движения устройства под действием сил упругостей деформации твердых тел при выполнении работы по преобразованию потенциальной энергии покоя в механическую энергию активного непрерывного, на годы движения объекта.

Данный результат достигается тем, что устройство состоит из смонтированных в его корпусе двух четырехплечих, асимметричных, постоянно накаченных потенциальной энергией упругостного вида воротов, расположенных в одной плоскости так, что опорные силы воротов направлены противоположно, соосно и взаимодействуют постоянно между собой через общие опоры, а с корпусом устройства через их пальцы, причем каждый ворот имеет два внутренних и два наружных плеча, размещенных в плоскости, перпендикулярной оси ворота, и соединяющиеся между собой с помощью оси и П-образных концов наружных плеч, свободные концы наружных плеч воротов соединены попарно между собой через упругостные и силовые элементы устройства.

На чертеже представлена конструктивно-кинематическая схема устройства.

Устройство имеет корпус 1, смонтированные в нем два четырехплечих, асимметричных ворота 2, каждый из которых имеет два внутренних плеча 3, два наружных плеча 4, одни из концов которых имеют П-образную форму, ось 5, общие опоры 6 со своими пальцами 7, пружины 8, винты 9 и гайки 10, причем плечи воротов могут быть выполнены также из упругостных элементов, например, в виде плоских пружины.

Технический результат достигается тем, что преобразование осуществляется путем постоянного взаимодействия устройства (объекта) движения и смонтированные в его корпусе 1 два четырехплечих, асимметричных ворота 2, постоянно накачанные потенциальной энергией упругостной деформации и находящиеся в состоянии постоянной взаимной компенсации опорных сил F₁, F₂ воротов 2, на концы наружных плеч 4 которых постоянно действуют силы упругостных силовых элементов устройств, например, пружин 8, винтов 9 и гаек 10 так, что создает два постоянно действующие, встречно направленные момента M вращения воротов 2 и образуют при этом постадийно действующую движущую силу большую веса устройства (объекта) движения, что обеспечивает активное непрерывное движение устройства на долгие годы десятилетия.

Накачка потенциальной энергией упругостного вида (приведенные в упругостное состояние) воротов 2 производится за счет разового силового воздействия, например, мускульной энергии (силы) человека на свободные концы наружных плеч 4 воротов 2, например, через сжимаемый пружины 8 при помощи, например, винта 9 и гайки 10 так, что одна пара плеч сжимается друг к другу, вторая разжимается друг от друга, таким образом создаются моменты M вращения воротов 2, каждый из которых передается через ось 5 ворота 2 на внутренние его плечи 3, а ввиду того, что внутренние плечи асимметричны, то и опорные силы, создаваемые ими, разные по величине и пропорциональны длинам внутренних плеч 4, в результате чего от обоих воротов 2 на каждый палец 7 общей опоры 6 давит по две разные по величине, противоположно направление соосные опорные силы, причем опорные силы постоянно взаимно частично компенсируют друг друга, образуя на пальцах 7 опор 6 результирующие силы F_р, которые через них и взаимодействуют с корпусом 1 устройства, причем они действуют в одном направлении, образуя постоянно действующую движущую силу F_дв, большую, чем вес устройства, которая и выводит его из состояния покоя и равновесия на долгие годы десятилетия.

Известно, что силы упругостной деформации6 например, в металле могут достигать значительной величины, например, винтовая пружина весом в 1 кг может создать при ее сжатии осевую силу в сотни килограмм на длительное время, а трансформируясь, эти силы через кинематику схемы ассимметричных воротов 2 увеличиваются в их опорах (опорных точках) еще больше и достигают уже десятков сотен кн. При взаимной компенсации образованные опорные силы F₁, F₂ значительной величины через пальцы 7 образуют результирующие силы F_р также большой величины. Взаимная же компенсация на пальцах 7 опор 6 воротов 2 напряжений (сил) упругостных, образованных силой сжатия пружин 8 и напряжений (сил) усталостных характеризующих качество материала пружин и элементов устройства порождают длительность времени взаимной компенсации этих напряжений (сил) продолжительностью, например, до десятков лет, т.е. до полной взаимной компенсации напряжений упругости и усталости в элементах устройства и пораждают тем самым длительность действия равнодействующих сил F_р и движущей силы F_дв устройства, а это и есть бестопливная энергетика.

Поставленная после длительной работы взаимная компенсация упругостных напряжений усталостными в элементах устройства, величина силы тяги (движущая сила F_дв) снижается. Для повышения ее необходимо увеличить упругостные напряжения в элементах устройства (что делается редко) за счет разового увеличения осевой силы сжатия пружины 8 при помощи винта 9 и гайки 10. Таким образом, однажды выполнив накачку воротов 2 потенциальной энергией упругостного вида, и устройство длительное время до десятков лет сможет совершать работу по активному, непрерывному перемещению без использования топлива. Механические приводы генераторов и движители транспортных средств могут набираться из данных устройств на любые мощности. Итак, предложенное устройство при его реализации позволяет обеспечить поставленную цель заявки.

Для убежденности объективного существования бестопливной энергетики - активного перемещения устройства под действием сил упругостной деформации твердого тела (на долгие годы) из представленной конструктивно-кинематической схемы очевидно нижеследующее.

Пример расчета движущей силы F_дв устройства.

Например, устройство весит 40 кг и на его свободные концы наружных плеч ворота давят (действуют) осевые силы сжатых пружин по 100 кг (на такое усилие, например, затянуты гайки на винтах).

Например, длины плеч ворота составляют: внешние: малое плечо 0,18 м, большое плечо 0,38 м; внутренние: малое плечо 0,05 м, большое плечо 0,25 м; момент вращения ворота составит: (100 кг0,18 м)+(100 кг0,38 м)=56 кгм, а опорные силы F₁, F₂ воротов, создаваемые его внутренними плечами, составят выражение

,

которое исходит из аналогичного выражения (8,25) (Чернавский С.А.и др. Курсовое проектирование деталей машин, М. Машиностроение, 1988, c 171)



где M передаваемый вращающий момент, кгм;

0,75 множитель для учета неравномерности распределения давления по шлицам (когда их больше двух);

Z число шлицев (число внутренних плеч);

A см расчетная поверхность смятия;

R_ср(L) длина до опорной точки шлицев (плеч);



аналогичные силы и у второго ворота, т.к. они одинаковые, но так как вороты развернуты в плоскости на 180^o и опорные силы действуют соосно, встречно, то создаваемые ими результирующие силы F_р на пальцах опор и движущая сила F_дв устройства составляют:

F_дв= F_р + F_р (560 кг 112 кг) + (560 кг 112 кг) 896 кг,

что в раза больше веса устройства, а поэтому данная сила перемещает устройство весом 40 кг в направлении вектора движущей силы на длительное время десятилетия, пока упругостные силы (напряжения) не будут скомпенсированы усталостным напряжением металла элементов устройства.

Свободные концы наружных плеч воротов соединены попарно между собой через упругостные силовые элементы устройства это выражение общего понятия охватывающего несколько выявленных форм реализации, обеспечивающих в совокупности с другими существенными признаками получение одного и того же технического результата, а именно для достижения упругостного состояния воротов могут быть использованы в качестве упругостного элемента плечи воротов в виде плоских пружин, винтовые пружины, резина и резиновые пружины и др. упругостные элементы; в качестве же силовых элементов для создания сил на свободных концах наружных плеч может быть использована разовая мускульная сила человека через винт и гайку, через эксцентрик, через толкатели гидравлические, пневматические, электромеханические и т.д. они могут быть управляемы по радио и т.д.

Аналогично ось ворота может быть относительно плеч жестко закрепленной или подвижной, выполненной со шлицами на цилиндрической боковой поверхности или в виде многогранника, например, треугольника, квадрата, шестигранника и т.д.

Технико-экономическая и другая эффективность изобретения заключается в следующем:

использование данного устройства позволяет создать экологически чистую бестопливную энергетику, а именно механический привод для вращения генераторов вообще и на тепловых электростанциях взамен турбин, в частности движитель транспортных средств для перемещения в любых средах и все это без использования топлива, а работающие лишь на энергии упругостного вида деформируемых твердых тел, которой в металле колоссальное количество. Топливо же будет использоваться для нужд народного хозяйства как химическое сырье.

Пришло время остановить топливный голод, отказаться от огня и начать согласно данной заявке отбирать молекулярную энергию сцепления у металла, который имеет колоссальную энергоемкость, преобразовывать ее сначала в потенциальнную энергию покоя упругостного вида, а далее за счет взаимодействия воротов согласно прилагаемой конструктивно-кинематической схеме в механическую энергию активного непрерывного движения объекта на долгие годы - десятилетия, а это есть бестопливная энергетика.