RU97450U1

RU97450U1 - DEVICE FOR MECHANICAL ENERGY ACCUMULATION

Info

Publication number: RU97450U1
Application number: RU2010116088/06U
Authority: RU
Inventors: Василий Михайлович Короткий; Раиса Николаевна Колупаева; Евгений Александрович Пучин; Людмила Сергеевна Истратова; Вера Евгеньевна Кожевникова; Наталья Сергеевна Короткая
Original assignee: Василий Михайлович Короткий
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2010-09-10

Abstract

1. Устройство для аккумулирования механической энергии, содержащее корпус, упругий элемент растяжения в виде резиновой нити или жгута, средства для его деформирования и передачи момента вращения на выходной вал, отличающееся тем, что средства для деформирования упругого элемента включают, по крайней мере, два установленных в корпусе накопительных барабана различного диаметра, выполненных с возможностью вращения и намотки на них концов упругого элемента, причем накопительные барабаны снабжены средствами для изменения скорости вращения и связаны между собой непосредственно или через механическую передачу. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что накопительные барабаны связаны между собой посредством зубчатой, цепной, ременной или зубчато-ременной механической передачи, средства для изменения скорости их вращения выполнены в виде механизма с анкерным спуском или в виде тормозного диска, размещенного на торце одного из накопительных барабанов, а выходной вал устройства соединен напрямую или через редуктор с валом накопительного барабана большего диаметра. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средняя часть упругого элемента между накопительными барабанами пропущена через размещенное на корпусе направляющее приспособление, снабженное средствами для управления натяжением упругого элемента и шагом намотки. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что накопительные барабаны меньшего диаметра установлены параллельно в одной плоскости или вокруг центрального накопительного барабана большего диаметра. ! 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что два накопительных барабана размещены на общем валу, 1. A device for storing mechanical energy, comprising a housing, an elastic tensile element in the form of a rubber thread or bundle, means for its deformation and transmission of torque to the output shaft, characterized in that the means for deforming the elastic element include at least two installed in the housing of the storage drums of different diameters, made with the possibility of rotation and winding on them the ends of the elastic element, and the storage drums are equipped with means for changing the speed of rotation and are interconnected directly or through mechanical transmission. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the storage drums are interconnected by means of a gear, chain, belt or gear-belt mechanical transmission, means for changing their rotation speed are made in the form of a mechanism with an anchor descent or in the form of a brake disk placed at the end of one of the storage drums, and the output shaft of the device is connected directly or through a gearbox to the shaft of the storage drum of a larger diameter. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the middle part of the elastic element between the storage drums is passed through a guide device located on the housing, equipped with means for controlling the tension of the elastic element and the winding pitch. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the storage drums of a smaller diameter are installed in parallel in the same plane or around the central storage drum of a larger diameter. ! 5. The device according to claim 1, characterized in that two storage drums are placed on a common shaft,

Description

Полезная модель относится к области механики, более конкретно, к устройствам для аккумулирования механической энергии и может найти применение при создании маломощных приводных механизмов для моделей транспортных средств (летательных аппаратов, судов, автомобилей), накопителей энергии для привода часовых механизмов, измерительных приборов и др.The utility model relates to the field of mechanics, more specifically, to devices for accumulating mechanical energy and can be used to create low-power drive mechanisms for models of vehicles (aircraft, ships, cars), energy storage devices for driving clock mechanisms, measuring instruments, etc.

Известно устройство для аккумулирования механической энергии, содержащее цилиндрический корпус, закрепленный в нем упругий элемент в виде плоской спиральной пружины, и средства для передачи момента вращения на выходной вал (см. Аксельрод З.М. Теория и проектирование приборов времени., Л., 1969 г. и статью «Часы» - Большая советская энциклопедия (Золотой Фонд российских энциклопедий), Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», ЗАО «Гласнет», 2002 г., компакт диск БСЭ 004).A device for the accumulation of mechanical energy, containing a cylindrical body, an elastic element fixed in it in the form of a flat spiral spring, and means for transmitting the torque to the output shaft (see Axelrod Z.M. Theory and design of time devices., L., 1969 and the article “Hours” - The Great Soviet Encyclopedia (Golden Fund of Russian Encyclopedias), the Scientific Publishing House “The Great Russian Encyclopedia”, CJSC Glasnet, 2002, BSE 004 CD.

Известное устройство широко применяется в качестве приводных двигателей периодического действия для игрушечных моделей автомобилей, измерительных приборов и часовых механизмов, не требующих подключения внешних источников энергии.The known device is widely used as a batch drive for toy cars, measuring instruments and clock mechanisms that do not require the connection of external energy sources.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для аккумулирования механической энергии, содержащее корпус, упругий элемент растяжения в виде резиновой нити или жгута, средства для его деформирования и передачи момента вращения на выходной вал (см. В.Кибенко Секреты резинового жгута ж. «Моделист -Конструктор», №5, 1991 г. (OCR: mkmagazin.almanacwhf.ru) - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a device for the accumulation of mechanical energy, comprising a housing, an elastic tensile element in the form of a rubber thread or bundle, means for its deformation and transmission of torque to the output shaft (see V. Kibenko Secrets of a rubber bundle. Modeller “Designer”, No. 5, 1991 (OCR: mkmagazin.almanacwhf.ru) - prototype).

Известное устройство представляет собой двигатель периодического действия для моделей автомобилей, выполненный в виде накопителя механической энергии с использованием упругого элемента в виде резинового жгута. Деформация резинового жгута осуществляется за счет его растяжения при закручивании вокруг продольной оси. Для повышения запасаемой механической энергии используется два резиновых жгута с передачей момента вращения через редуктор на ведущие колеса модели автомобиля.The known device is a batch engine for car models, made in the form of a mechanical energy storage device using an elastic element in the form of a rubber band. The deformation of the rubber harness is carried out due to its stretching when twisting around the longitudinal axis. To increase the stored mechanical energy, two rubber tows are used with transmission of the torque through the gearbox to the drive wheels of the car model.

К недостаткам известного устройства следует отнести сравнительно большие линейные габариты резиномотора и недостаточный уровень запасаемой энергии в системе закрученных резиновых жгутов, что связано с малой массой деформируемого материала, используемого для аккумулирования механической энергии.The disadvantages of the known device include the relatively large linear dimensions of the rubber motor and the insufficient level of stored energy in the system of twisted rubber bands, which is associated with the small mass of the deformable material used to accumulate mechanical energy.

Решаемой задачей полезной модели является увеличение запасаемой механической энергии в устройстве за счет повышения массы и рабочей длины упругого элемента растяжения при одновременном уменьшении линейных размеров устройства. Дополнительной к указанной, является задача повышения ресурса устройства за счет использования только деформации растяжения упругого элемента и исключения сложно деформированного состояния при его кручении. Решение поставленной задачи обеспечивает повышение эффективности устройства для аккумулирования механической энергии.The solved problem of the utility model is to increase the stored mechanical energy in the device by increasing the mass and working length of the elastic tensile element while reducing the linear dimensions of the device. Complementary to this, is the task of increasing the resource of the device by using only the tensile strain of the elastic element and eliminating the difficultly deformed state during torsion. The solution of this problem provides an increase in the efficiency of a device for storing mechanical energy.

Решение указанной задачи достигается тем, что в устройстве для аккумулирования механической энергии, содержащем корпус, упругий элемент растяжения в виде резиновой нити или жгута, средства для его деформирования и передачи момента вращения на выходной вал, согласно полезной модели, средства для деформирования упругого элемента включают, по крайней мере, два установленных в корпусе накопительных барабана различного диаметра, выполненных с возможностью вращения и намотки на них концов упругого элемента, причем накопительные барабаны снабжены средствами для изменения скорости вращения и связаны между собой непосредственно или через механическую передачу.The solution to this problem is achieved by the fact that in a device for storing mechanical energy containing a housing, an elastic tensile element in the form of a rubber thread or bundle, means for its deformation and transmission of torque to the output shaft, according to a utility model, means for deforming the elastic element include, at least two storage drums of various diameters installed in the housing, rotatable and winding the ends of the elastic element thereon, the storage drums being They are equipped with means for changing the speed of rotation and are interconnected directly or through a mechanical transmission.

Кроме того, накопительные барабаны могут быть связаны между собой посредством зубчатой, цепной, ременной или зубчато-ременной механической передачи, средства для изменения скорости их вращения могут быть выполнены в виде механизма с анкерным спуском или в виде тормозного диска, размещенного на торце одного из накопительных барабанов, а выходной вал устройства может быть соединен напрямую или через редуктор с валом накопительного барабана большего диаметра.In addition, the storage drums can be interconnected by means of a gear, chain, belt or gear-belt mechanical transmission, means for changing the speed of their rotation can be made in the form of a mechanism with an anchor descent or in the form of a brake disk located at the end of one of the storage drums, and the output shaft of the device can be connected directly or through a gearbox to the shaft of the storage drum of a larger diameter.

Кроме того, средняя часть упругого элемента между накопительными барабанами может быть пропущена через размещенное на корпусе направляющее приспособление, снабженное средствами для управления натяжением упругого элемента и шагом намотки.In addition, the middle part of the elastic element between the storage drums can be passed through a guide device located on the housing, equipped with means for controlling the tension of the elastic element and the winding pitch.

Кроме того, накопительные барабаны меньшего диаметра могут быть установлены параллельно в одной плоскости или вокруг центрального накопительного барабана большего диаметра.In addition, the storage drums of smaller diameter can be installed in parallel in the same plane or around the central storage drum of a larger diameter.

Кроме того, два накопительных барабана могут быть размещены на общем валу, а направляющее приспособление может быть выполнено, по крайней мере, в виде одного свободно сидящего на оси блока.In addition, two storage drums can be placed on a common shaft, and the guide device can be made in the form of at least one freely sitting on the axis of the block.

Кроме того, три накопительных барабана большого, среднего и меньшего диаметров могут быть установлены параллельно друг другу, причем первый упругий элемент может быть выполнен с возможностью намотки на больший и средний накопительные барабаны, а второй - с возможностью намотки на средний и малый накопительные барабаны.In addition, three storage drums of large, medium and smaller diameters can be installed parallel to each other, and the first elastic element can be made with the possibility of winding on the larger and medium storage drums, and the second with the possibility of winding on the middle and small storage drums.

Такое выполнение устройства позволяет сравнительно просто решить поставленную задачу увеличения величины запасаемой механической энергии за счет более эффективного использования энергии деформации растяжения упругого элемента в виде резиновой нити или жгута повышенной массы и длины при одновременном уменьшении общих габаритов устройства.This embodiment of the device makes it relatively simple to solve the problem of increasing the amount of stored mechanical energy due to more efficient use of the tensile strain energy of the elastic element in the form of a rubber thread or tow of increased mass and length while reducing the overall dimensions of the device.

При этом накопительный барабан большего диаметра является основным аккумулятором энергии для упругого элемента, предварительно намотанного на него с большим равномерным натяжением. Второй накопительный барабан меньшего диаметра является приемным для намотки сжатого упругого элемента, сматываемого с меньшим натяжением с барабана большего диаметра. Значительное усилие натяжения упругого элемента на барабане большего диаметра обеспечивает появление момента вращения на его валу. Указанный момент вращения используется для привода через механическую передачу барабана меньшего диаметра и для привода внешнего механизма нагрузки.In this case, the storage drum of a larger diameter is the main energy accumulator for the elastic element pre-wound on it with a large uniform tension. The second storage drum of a smaller diameter is a receiving drum for winding a compressed elastic element, wound with less tension from a drum of a larger diameter. A significant tension force of the elastic element on the drum of a larger diameter provides the appearance of a torque on its shaft. The specified torque is used to drive through a mechanical transmission of a drum of a smaller diameter and to drive an external load mechanism.

На фиг.1 представлена схема устройства с параллельно размещенными накопительными барабанами, на фиг.2 - схема устройства с накопительными барабанами на общем валу.In Fig.1 shows a diagram of a device with parallel storage drums, Fig.2 is a diagram of a device with storage drums on a common shaft.

Устройство для аккумулирования механической энергии (фиг.1) содержит корпус 1, упругий элемент растяжения 2 в виде резиновой нити или жгута, средства для его деформирования и передачи момента вращения на выходной вал (не показан). Указанные средства включают два установленных в корпусе с возможностью вращения накопительных барабана 3, 4 большего и меньшего диаметра для намотки на них концов упругого элемента 2. Барабаны 3, 4 закреплены в корпусе 1 на валах с возможностью вращения в подшипниках скольжения или качения (не показаны). Края накопительных барабанов 3, 4, ограничивающие зону намотки 5, снабжены кольцевыми ребрами 6 для обеспечения равномерной укладки слоев упругого элемента 2 по радиусу и длине указанных барабанов.A device for storing mechanical energy (figure 1) contains a housing 1, an elastic tensile element 2 in the form of a rubber thread or bundle, means for its deformation and transmission of torque to the output shaft (not shown). These means include two accumulative drums 3, 4 of larger and smaller diameters mounted in the housing for rotation to wind the ends of the elastic element 2. The drums 3, 4 are mounted in the housing 1 on the shafts and can be rotated in sliding or rolling bearings (not shown) . The edges of the storage drums 3, 4, limiting the winding zone 5, are provided with annular ribs 6 to ensure uniform stacking of the layers of the elastic element 2 along the radius and length of these drums.

Кроме того, барабаны 3, 4 связаны между собой посредством зубчато-ременной механической передачи, включающей зубчатый ремень 7 и закрепленные на них шкивы 8, 9 равного диаметра. Для изменения параметров аккумулирования энергии, изменения скорости вращения барабанов 3, 4 и режимов намотки упругого элемента 2 на барабан 4 устройство снабжено регулирующим механизмом 10, который расположен на барабане 3 в области шкива 8 и выполнен в виде механизма с анкерным спуском или в виде тормозного диска (не показаны). Регулирующий механизм 10 также может быть выполнен с возможностью застопоривания шкива 8 и барабана 3 для предотвращения раскручивания упругого элемента 2, прекращения цикла рабочей перемотки на барабан 4 и сохранения аккумулированной в устройстве механической энергии на неопределенный период. При этом выходной вал отбора мощности устройства может быть соединен через редуктор (не показан) с валом накопительного барабана 3 большего диаметра. Редуктор предназначен для согласования скорости вращения барабанов и потребителя механической энергии. Выходной вал устройства может быть также соединен напрямую с потребителем, например, с воздушным винтом модели самолета или вертолета.In addition, the drums 3, 4 are interconnected by means of a gear-belt mechanical transmission, including a toothed belt 7 and pulleys 8, 9 of equal diameter fixed to them. To change the parameters of energy storage, change the speed of rotation of the drums 3, 4 and the winding modes of the elastic element 2 on the drum 4, the device is equipped with a control mechanism 10, which is located on the drum 3 in the region of the pulley 8 and is made in the form of a mechanism with an anchor descent or in the form of a brake disk (not shown). The regulating mechanism 10 can also be configured to lock the pulley 8 and the drum 3 to prevent unwinding of the elastic element 2, stop the cycle of working rewinding to the drum 4 and save the mechanical energy accumulated in the device for an indefinite period. In this case, the output shaft of the power take-off of the device can be connected through a gearbox (not shown) with the shaft of the storage drum 3 of larger diameter. The gearbox is designed to coordinate the rotational speed of the drums and the consumer of mechanical energy. The output shaft of the device can also be connected directly to the consumer, for example, with a propeller of a model airplane or helicopter.

Указанные конструктивные особенности устройства связаны с положением и натяжением средней части упругого элемента 2. В варианте устройства, изображенного на фиг.1, средняя часть упругого элемента 2 в области между барабанами 3, 4 пропущена через блок 11 направляющего приспособления 12 для управления шагом намотки на барабан 4. В отдельных случаях направляющее приспособление 12 может быть также снабжено средствами для управления натяжением упругого элемента 2.These design features of the device are associated with the position and tension of the middle part of the elastic element 2. In the embodiment of the device shown in Fig. 1, the middle part of the elastic element 2 in the region between the reels 3, 4 is passed through the block 11 of the guide device 12 to control the winding step on the drum 4. In some cases, the guide device 12 may also be provided with means for controlling the tension of the elastic element 2.

Для задания и регулирования условий отдачи накопленной механической энергии потребителю в предложенном устройстве можно использовать различные соотношениями между величиной диаметров барабанов 3, 4, а также между диаметрами шкивов 8, 9. Экспериментально были опробованы соотношения между диаметрами барабанов 3, 4 в диапазоне от 0,5 до 0,25. Передаточное отношение указанной зубчато-ременной механической передачи можно изменять за счет выбора диаметров шкивов 8, 9, например, в пределах 0,8-1,2 безотносительно или с учетом соотношения между диаметрами барабанов 3, 4. На фиг.1 изображено устройство, в котором барабан 3 имеет диаметр 50 мм, барабан 4-25 мм, а передаточное соотношение между шкивами 8, 9 равно 1. В качестве упругого элемента 2 использовали авиамодельную резиновую ленту сечением 3 мм².To set and regulate the conditions for the return of accumulated mechanical energy to the consumer in the proposed device, you can use various ratios between the diameters of the drums 3, 4, as well as between the diameters of the pulleys 8, 9. Experiments have been tested ratios between the diameters of the drums 3, 4 in the range from 0.5 up to 0.25. The gear ratio of the specified gear-belt mechanical transmission can be changed by choosing the diameters of the pulleys 8, 9, for example, in the range of 0.8-1.2, whatever or taking into account the ratio between the diameters of the drums 3, 4. Figure 1 shows the device, which drum 3 has a diameter of 50 mm, a drum of 4-25 mm, and a gear ratio between pulleys 8, 9 is 1. As an elastic element 2, an aircraft model rubber tape with a cross section of 3 mm ^{2 was used} .

В зонах намотки 5 на барабанах 3, 4 показаны слои упругого элемента 2 в состоянии отбора накопленной энергии, т.е. при перемотке предварительно растянутого упругого элемента 2 с накопительного барабана 3 большего диаметра на накопительный барабан 4 меньшего диаметра.In the winding zones 5 on the reels 3, 4, the layers of the elastic element 2 are shown in the state of selection of the stored energy, i.e. when rewinding a pre-stretched elastic element 2 from a storage drum 3 of a larger diameter to a storage drum 4 of a smaller diameter.

Цепную или зубчатую механическую передачу между накопительными барабанами 3, 4 целесообразно использовать при высоких значениях усилий натяжения гибкого элемента 2, например, при использовании резиновых жгутов большого сечения.It is advisable to use a chain or gear mechanical transmission between the storage drums 3, 4 at high tensile forces of the flexible element 2, for example, when using rubber bundles of large cross-section.

Использование более сложной схемы размещения накопительных барабанов меньшего диаметра в виде сателлитов вокруг центрального накопительного барабана большего диаметра со средствами их привода вокруг собственной оси усложняет конструкцию устройства, но способствует созданию полезной модели с улучшенными характеристиками аккумулирования механической энергии.The use of a more complex layout of the storage drums of smaller diameter in the form of satellites around the central storage drum of a larger diameter with the means of their drive around its own axis complicates the design of the device, but contributes to the creation of a useful model with improved characteristics of the accumulation of mechanical energy.

В случае размещения трех накопительных барабанов большого, среднего и меньшего диаметров в одной плоскости параллельно друг другу, первый упругий элемент выполняют с возможностью намотки на больший и средний накопительные барабаны, а второй - с возможностью намотки на средний и малый накопительные барабаны. Это обеспечивает более полное использование в устройстве механической энергии первого уровня, накопленной на барабане большего диаметра и энергии второго уровня, накопленной на барабане среднего диаметра.In the case of placing three storage drums of large, medium and smaller diameters in the same plane parallel to each other, the first elastic element is made with the possibility of winding on the larger and medium storage drums, and the second with the possibility of winding on the middle and small storage drums. This provides a more complete use in the device of mechanical energy of the first level accumulated on a drum of a larger diameter and energy of the second level accumulated on a drum of medium diameter.

Простейшим вариантом выполнения полезной модели является случай, когда два накопительных барабана 3, 4 размещены на общем валу, оканчивающимся выходным валом 13 (фиг.2). В этом случае необходим, по крайней мере, один свободно сидящий на оси блок 14 направляющего приспособления для перемотки упругого элемента 2 с барабана 3 на барабан 4. При этом ось блока 14 может быть закреплена на корпусе устройства, состоящего из скрепленных между собой пластин 15. Выходной вал 13 такого устройства соединен напрямую с несущим воздушным винтом 16 устройства, представляющего собой модель вертолета.The simplest embodiment of the utility model is the case when two storage drums 3, 4 are placed on a common shaft ending in the output shaft 13 (figure 2). In this case, at least one guide device block 14, which sits freely on the axis, is required to rewind the elastic element 2 from the drum 3 to the drum 4. In this case, the axis of the block 14 can be fixed to the device body, which consists of plates 15 fastened together. The output shaft 13 of such a device is connected directly to the main rotor 16 of the device, which is a model of a helicopter.

Функционирует устройство для аккумулирования механической энергии следующим образом.The device for storing mechanical energy operates as follows.

Для устройства, выполненного по схеме фиг.1, использовали упругий элемент 2 в виде предварительно смазанной касторовым маслом авиамодельной резиновой ленты длиной 3 м прямоугольного сечения (1×3 мм). С помощью вспомогательного натяжного механизма (не показан) или вручную осуществляют намотку резиновой ленты 2 в максимально растянутом состоянии на рабочую область в зоне 5 накопительного барабана 3. Намотку выполняют в виде нескольких десятков плотно уложенных слоев резины равномерно по длине барабана 3. Удлинение резины в растянутом состоянии может находиться в пределах до четырехсот и более процентов.For the device made according to the scheme of Fig. 1, an elastic element 2 was used in the form of an aircraft-made rubber tape 3 m long, rectangular cross section (1 × 3 mm), previously lubricated with castor oil. Using an auxiliary tensioning mechanism (not shown) or manually winding the rubber tape 2 in the maximum stretched state on the work area in the area 5 of the storage drum 3. The winding is performed in the form of several tens of densely laid layers of rubber uniformly along the length of the drum 3. Elongation of the rubber in the extended condition can be in the range of up to four hundred or more percent.

При этом количество витков резины на поверхности барабана 3 составит около 60. После завершения намотки упругого элемента 2 на барабан 3 его необходимо удерживать в заторможенном состоянии и при зафиксированном свободном конце резины во избежание самопроизвольного разматывания. Затем пропускают второй конец упругого элемента 2 через блок 11 направляющего приспособления 12 и закрепляют на поверхности накопительного барабана 4 согласно кинематической схеме фиг.1. После этого обеспечивают дозированное растормаживание барабана 3, например, с помощью тормозного диска в регулирующем механизме 10 для изменения скорости перемотки упругого элемента 2. При этом скорость перемотки резины с накопительного барабана 3 на барабан 4 может быть выбрана в широком диапазоне, например, в пределах 1-50 см/с согласно заданной частоте вращения выходного вала. Механическая передача в виде плоского зубчатого ремня 7, охватывающего шкивы 8, 9 обеспечивает своевременную прокрутку приемного накопительного барабана 4 и намотку на его рабочую область новых слоев упругого элемента 2 с удлинением, значительно меньшим, чем на барабане 3. В случае необходимости прекращения перемотки резиновой ленты и сохранения аккумулированной в устройстве механической энергии на неопределенный период, как указывалось выше, осуществляют застопоривание барабана 3 с помощью дополнительно введенного фиксатора (не показан) или посредством тормозного диска в механизме 10. Функционирование варианта устройства, выполненного по схеме фиг.2 осуществляется аналогично.The number of turns of rubber on the surface of the drum 3 will be about 60. After the winding of the elastic element 2 on the drum 3, it must be kept in a locked state and with a fixed free end of the rubber in order to avoid spontaneous unwinding. Then, the second end of the elastic element 2 is passed through the block 11 of the guiding device 12 and fixed on the surface of the storage drum 4 according to the kinematic diagram of FIG. After that, a metered release of the drum 3 is provided, for example, using a brake disk in the regulating mechanism 10 to change the speed of rewinding of the elastic element 2. In this case, the speed of rewinding of rubber from the accumulating drum 3 to the drum 4 can be selected in a wide range, for example, within 1 -50 cm / s according to the set speed of the output shaft. A mechanical transmission in the form of a flat toothed belt 7, covering pulleys 8, 9, ensures timely scrolling of the receiving storage drum 4 and winding on its working area new layers of elastic element 2 with an elongation significantly less than on the drum 3. If necessary, stop the rewinding of the rubber tape and storing the mechanical energy accumulated in the device for an indefinite period, as indicated above, the drum 3 is locked using an additionally inserted lock (not shown) ) Or by the braking mechanism in the drive apparatus 10. Operation of the embodiment constructed according to the scheme 2 is performed analogously.

Чтобы рассчитать энергоемкость устройства на одной вытяжке резины нужно предварительно задаться допустимым значением вытяжки упругого элемента 2 и диаметром накопительных барабанов 3, 4. Вытяжку, равную для отечественной модельной резины 500% в расчетах уменьшают до 400%, во избежание возможного разрыва из-за усталости резины. Темп намотки упругого элемента 2 в предложенном устройстве по мере заполнения накопительного барабана 3 может быть неизменным при высоких уровнях натяжения резины, тогда как в известных устройствах он должен снижаться во избежание недопустимого увеличения напряжений в резиновом жгуте и появления боковых скруток.To calculate the energy consumption of the device on one rubber hood, you must first set the allowable value of the elastic element hood 2 and the diameter of the storage drums 3, 4. The hood, which is equal to 500% for domestic model rubber, is reduced to 400% in calculations, in order to avoid a possible break due to rubber fatigue . The rate of winding of the elastic element 2 in the proposed device as the storage drum 3 is filled may be unchanged at high levels of rubber tension, while in known devices it should be reduced in order to avoid an unacceptable increase in stresses in the rubber bundle and the appearance of side twists.

Для предложенного устройства с диаметром накопительного барабана 200 мм, длиной вдоль оси 50 мм и суммарной толщиной 10 мм слоев резины ее масса при плотности 1 г/см³ и длине в несколько сотен метров может достигать 200 г и более, что соответствует значительной величине аккумулированной механической энергии. Дальнейшее повышение эффективности предложенного устройства связано с оптимизацией приведенных схем и конструктивных элементов устройства, а также с использованием энергии деформации растяжения новых, более совершенных материалов для упругого элемента.For the proposed device with a diameter of the storage drum 200 mm, a length along the axis of 50 mm and a total thickness of 10 mm of rubber layers, its mass at a density of 1 g / cm ³ and a length of several hundred meters can reach 200 g or more, which corresponds to a significant amount of accumulated mechanical energy. A further increase in the effectiveness of the proposed device is associated with the optimization of the schemes and structural elements of the device, as well as with the use of tensile strain energy of new, more advanced materials for the elastic element.

Claims

1. A device for storing mechanical energy, comprising a housing, an elastic tensile element in the form of a rubber thread or bundle, means for its deformation and transmission of torque to the output shaft, characterized in that the means for deforming the elastic element include at least two installed in the housing of the storage drums of different diameters, made with the possibility of rotation and winding on them the ends of the elastic element, and the storage drums are equipped with means for changing the speed of rotation and are interconnected directly or through mechanical transmission.

2. The device according to claim 1, characterized in that the storage drums are interconnected by means of a gear, chain, belt or gear-belt mechanical transmission, means for changing their rotation speed are made in the form of a mechanism with an anchor descent or in the form of a brake disk placed at the end of one of the storage drums, and the output shaft of the device is connected directly or through a gearbox to the shaft of the storage drum of a larger diameter.

3. The device according to claim 1, characterized in that the middle part of the elastic element between the storage drums is passed through a guide device located on the housing, equipped with means for controlling the tension of the elastic element and the winding pitch.

4. The device according to claim 1, characterized in that the storage drums of a smaller diameter are installed in parallel in the same plane or around the central storage drum of a larger diameter.

5. The device according to claim 1, characterized in that two storage drums are placed on a common shaft, and the guiding device is made of at least one freely sitting on the axis of the block.

6. The device according to claim 1, characterized in that the three storage drums of large, medium and smaller diameters are installed parallel to each other, and the first elastic element is made with the possibility of winding on the larger and medium storage drums, and the second with the possibility of winding on the middle and small storage drums.