CN103023382A

CN103023382A - 超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机

Info

Publication number: CN103023382A
Application number: CN 201110286913
Authority: CN
Inventors: 李贵祥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明涉及一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，主要包括动磁铁(1)、曲柄连杆滑块机构、凸轮机构、定磁铁(7)、磁屏蔽箱(8)和制冷器(11)。利用曲柄连杆滑块机构将磁场斥力转换成机械旋转运动的动力，利用凸轮机构及磁屏蔽箱隔磁，使运动的磁铁可以复位且周而复始地做往复运动，实现将磁能转换成机械能。

Description

超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机

技术领域

本发明涉及一种自由能源动力机械，特别是一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机。

技术背景

众多自由能源研究者一直在寻找一种既可以阻隔磁感线又不会对磁体产生反作用力的隔磁材料，以便制造磁能动力机，但这种材料似乎并不存在。超导体是一种完全抗磁性材料，虽能阻隔磁感线，但同时也会对磁体产生一个反作用力，因此超导体是一种有“缺陷”的隔磁材料。

顺磁高温超导体磁屏蔽箱是一种对磁体的反作用力较弱，又能阻隔磁感线的磁屏蔽装置，使磁能动力机器成为可能。

本发明利用曲柄连杆滑块机构将磁场斥力转换成机械旋转运动的动力，利用凸轮机构及顺磁高温超导体磁屏蔽箱隔磁，使运动的磁铁可以复位且周而复始地做往复运动，实现将磁能转换成机械能。

发明内容

本发明的目的是提供一种能将磁能转换成机械能的超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机。

本发明是这样实现的：一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，主要包括动磁铁(1)、曲柄连杆滑块机构、凸轮机构、定磁铁(7)、磁屏蔽箱(8)和制冷器(11)，曲柄连杆滑块机构主要包括套筒(2)、滑块(3)、连杆(4)、曲轴(5)，凸轮机构主要包括凸轮、从动杆(15)、滑套(14)、滑条(13)，其特征是：动磁铁固定在滑块上，定磁铁固定在机架上，动磁铁与定磁铁相对而设且磁极方向相反；磁屏蔽箱为扁平的薄箱，制造磁屏蔽箱的板材为顺磁隔热超导板，或者，制造磁屏蔽箱的两个大面的板材为顺磁隔热超导板，四个侧面的板材为真空隔热板；顺磁隔热超导板是由真空隔热板(801)、顺磁体(802)和高温超导体(803)复合而成的三层夹板，真空隔热板为中间夹层，顺磁体在磁屏蔽箱体的外表层，高温超导体在磁屏蔽箱体的内表层；磁屏蔽箱固定在滑条上，磁屏蔽箱可随滑条移动到动磁铁与定磁铁之间，并将两者隔开，也可从动磁铁与定磁铁之间移开使两者相斥；磁屏蔽箱至少设有一个开口部(804)，通过输冷管(9)、回路管(10)与制冷器联通，输冷管和回路管可随磁屏蔽箱往复摆动；凸轮固定在曲轴上，或者，凸轮的轮轴与曲轴用带传动机构或链传动机构连接；滑套为筒形滑套或矩形滑套或槽式滑套，滑条或滑条的一部份设在滑套中；从动杆与滑条同体，或者，从动杆为“L”型拨叉杆，拨叉杆的一端设有拨叉，另一端设有圆形触头或滚子或滚柱，滑条上设有拨柱，滑条上的拨柱从拨叉杆的开叉穿过；凸轮为凸月形凸轮(6)，从动杆与机架之间设有复位弹簧，利用弹簧力保持从动杆与凸轮接触，或者，凸轮为凸月形凸轮，利用从动杆所受的重力保持从动杆与凸轮接触，或者，凸轮为凸月形曲线沟槽凸轮(22、23)，将从动杆接触头的活动范围限制在曲线沟槽上，使从动杆与凸轮保持接触；机壳(19)与传动轴之间采用机械密封或铁磁流体密封或铁磁流体密封与机械密封相结合的方式密封，抽掉机壳内的空气后在机壳内形成真空腔(20)。

磁屏蔽箱是磁力机的关键所在，由于磁屏蔽箱穿插于动磁铁与定磁铁之间，磁屏蔽箱做得越薄，动磁铁与定磁铁做功的距离越小，效率就越高。由于制造磁屏蔽箱的主要材料顺磁隔热超导板也要做得很薄，限制了真空隔热层的尺寸，因此需要将机壳内部抽成真空腔，以进一步增强隔热效果。为了进一步增强隔热效果，可以在机壳外面再包裹一个真空隔热层，甚至还可以用冷媒冷却机壳，使曲柄连杆机构和凸轮机构产生的热量更好地被吸收。

制冷器的冷媒进入磁屏蔽箱即可为超导体降温。制冷器的冷媒为氮或氦或氖。

顺磁高温超导板中的顺磁体是用铁磁性材料制成的板材或片材，或者，顺磁体是由铁磁性材料制成的多孔或多间隙或多间格的板材或片材，或者，顺磁体是由多孔或多间隙或多间格的铁磁性材料与填充料合成的板材或片材，填充材料填充在铁磁性材料的孔或间隙或间格中。所述铁磁性材料为电工纯铁或硅钢片或锰锌铁氧体或非晶合金等。所述填充材料为树脂或陶瓷。高温超导体与真空隔热板之间及顺磁体与真空隔热板之间用粘合剂粘合。

真空隔热板主要包括纤维芯材和外覆层。纤维芯材为玻璃纤维或陶瓷纤维或纸纤维或多种纤维的集合体。外覆层的材料的一个面上，在最外层优选设置聚酰胺层，作为表面保护层，其内层材料优选为聚对笨二甲酸乙二脂层，中间层为铝箔。根据需要真空隔热板中可包含有吸着剂。

所述高温超导体(HTS)是由MgB2或镧钡铜氧体或钇钡钙铜氧体或铋锶钙铜氧体或钇钡铜氧体或铊钡钙铜氧体或铅锶钇铜氧体或钡钾铋氧体或钕铈铜氧体或铁基超导体或Bi2212或Bi2223或ReOTPn体等高温超导材料制成的片材或膜材。MgB2由镁和硼组成，是一种成本较低的高温超导体。所述铁基超导体为铁硒(FeSe)、LaFeAsO1-xFx或镧铁砷氧(LaOFeAs)或钡铁砷或氟掺杂的钐氧铁砷化合物等。Bi2223是铋系超导材料BiB2BSrB2BCAB2BCuB3B0BxB，Bi2212是铋系超导材料YBaB2BCuB3B0BxB。ReOTPn体系由稀土元素、过渡金属Fe和Ni、V族元素As和P等合成。

由于超导体的抗磁特性，超导体穿插于动磁铁与定磁铁之间，会遇磁阻，消耗能量。在超导体与磁铁之间设置铁磁性材料，一方面可以利用超导体阻隔磁感线通过，另一方面可以利用铁磁性材料隔层中和超导体的抗磁特性，大大减少磁抗阻力。若磁铁作用于顺磁体的吸力和作用于超导体的斥力接近，表明磁屏蔽箱的隔磁效果好、能耗低。

所述带传动机构包括主动带轮、从动带轮、张紧轮和传动带；所述链传动机构包括主动齿轮、从动齿轮和链条。

所述动磁铁和定磁铁为永磁体和/或电磁铁和/或超导电磁铁。若采用电磁铁，需要有励磁电源。超导电磁铁由线圈、线圈支架、隔热箱、励磁电源等组成。若机器中的动磁铁和定磁铁全部是电磁铁，为电磁式，若机器中的动磁铁和定磁铁全部是永磁体，为永磁式，若机器中的动磁铁和定磁铁中既有电磁铁又有永磁体，为混合励磁式。

磁流体密封与机械密封结合的密封方式是一种可靠的轴封方法，可保持真空腔的持久性，无需经常用真空泵为机器抽真空。

在同一机壳内设有一套或一套以上由动磁铁、定磁铁、曲柄连杆滑块机构、凸轮机构及磁屏蔽箱组成的共轴的磁力机。两套或两套以上共轴的磁力机的曲柄交错一定的角度设置在曲轴上，目的是使曲柄连杆的运动可以轻易越过死点，若单套磁力机，则需要借助曲柄重锤的惯性力越过死点。在同一机壳内的多套磁力机可以共用一个制冷器。在同一机壳内有多套磁力机的，若采用混合励磁式，一方面可以减少能耗，另一方面有利于输出动力大小的调节。

机器的启动：若磁铁中有电磁铁或超导电磁铁，通以励磁电流即可自行启动，若磁铁全部是永磁体，则需要用起动机或用机械的方法启动。机器的关闭：若磁铁全是电磁铁或超导电磁铁，关闭励磁电源即可停机，若同一套磁力机中的磁铁全是永磁体，需要用机械制动的方法停机。

附图说明

图1、图2、图3为本发明第一实施例结构示意图。

图4、图5为本发明第二实施例结构示意图。

图6、图7为本发明第三实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图1整体结构剖视图，图2顺磁隔热超导板截面图，图3磁屏蔽箱立体图，一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，主要包括动磁铁(1)、套筒(2)、滑块(3)、连杆(4)、曲轴(5)、凸轮(6)、定磁铁(7)、磁屏蔽箱(8)、输冷管(9)、回路管(10)、制冷器(11)、拨柱(12)、滑条(13)、滑套(14)、从动杆(15)、弹簧(16)、从动杆支架(17)、滚子(18)、机壳(19)和真空腔(20)。动磁铁和定磁铁为永磁体，动磁铁固定在滑块上，定磁铁固定在机架上，动磁铁与定磁铁相对而设且磁极方向相反；制造磁屏蔽箱的板材为顺磁隔热超导板；顺磁隔热超导板是由真空隔热板(801)、顺磁体(802)和高温超导体(803)复合而成的三层夹板，真空隔热板为中间夹层，顺磁体在磁屏蔽箱体的外表层，高温超导体在磁屏蔽箱体的内表层；顺磁高温超导板中的顺磁体是用锰锌铁氧体制成的片材；高温超导体(HTS)是由MgB2制成的膜材；磁屏蔽箱固定在滑条上，磁屏蔽箱可随滑条移动到动磁铁与定磁铁之间，并将两者隔开，也可从动磁铁与定磁铁之间移开使两者相斥；磁屏蔽箱设有两个开口部(804)，通过输冷管、回路管与制冷器联通，输冷管和回路管可随磁屏蔽箱往复摆动；滑套为槽式滑套，滑条的一部份设在滑套中；从动杆为“L”型拨叉杆，拨叉杆的一端设有拨叉，另一端设有滚子，滑条上设有拨柱，滑条上的拨柱从拨叉杆的开叉穿过；凸轮固定在曲轴上，凸轮为凸月形凸轮，从动杆与机架之间设有复位弹簧，利用弹簧力保持从动杆与凸轮接触；机壳与传动轴之间采用铁磁流体密封与机械密封相结合的方式密封，抽掉空气后在机壳内形成真空腔；制冷器的冷媒为氮。

第二实施例

参见图4整体结构剖视图，图5顺磁隔热超导板结构图，一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，主要包括动磁铁(1)、套筒(2)、滑块(3)、连杆(4)、曲轴(5)、凸轮(6)、定磁铁(7)、磁屏蔽箱(8)、输冷管(9)、回路管(10)、制冷器(11)、拨柱(12)、滑条(13)、滑套(14)、从动杆(15)、弹簧(16)、从动杆支架(17)、机壳(19)和真空腔(20)。动磁铁和定磁铁相斥，滑块下行接近底部时，凸轮机构带动磁屏蔽箱向左移动至动磁铁和定磁铁之间，且将两者隔开；输冷管与回路管随磁屏蔽箱摆向左边；从动杆与凸轮的接触端为圆头形；顺磁隔热超导板中的顺磁体是由多间格的铁磁性材料与填充料合成的片材。其余未述部份同第一实施例，不再重复。

第三实施例

参见图6整体结构剖视图，图7顺磁隔热超导板结构图，一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，主要包括动磁铁(1)、套筒(2)、滑块(3)、连杆(4)、曲轴(5)、定磁铁(7)、磁屏蔽箱(8)、输冷管(9)、回路管(10)、制冷器(11)、拨柱(12)、滑条(13)、滑套(14)、从动杆(15)、从动杆支架(17)、机壳(19)、真空腔(20)、滚柱(21)和凸月形曲线沟槽凸轮(22、23)。凸月形曲线沟槽凸轮由凸轮盘(22)和设在凸轮盘上的凸月形曲线沟槽(23)组成，从动杆与凸轮的接触端设有滚柱，滚柱嵌在凸月形曲线沟槽中，利用凸月形曲线沟槽限定从动杆的活动范围，使从动杆可以往复摆动，而无需弹簧等外力就可自动复位；顺磁隔热超导板中的顺磁体是由多孔的铁磁性材料与填充料合成的片材；高温超导体(HTS)是由Bi2223制成的膜材。其余未述部份同第一实施例，不再重复。

Claims

1.一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，主要包括动磁铁(1)、曲柄连杆滑块机构、凸轮机构、定磁铁(7)、磁屏蔽箱(8)和制冷器(11)，曲柄连杆滑块机构主要包括套筒(2)、滑块(3)、连杆(4)、曲轴(5)，凸轮机构主要包括凸轮、从动杆(15)、滑套(14)、滑条(13)，其特征是：动磁铁固定在滑块上，定磁铁固定在机架上，动磁铁与定磁铁相对而设且磁极方向相反；磁屏蔽箱为扁平的薄箱，制造磁屏蔽箱的板材为顺磁隔热超导板，或者，制造磁屏蔽箱的两个大面的板材为顺磁隔热超导板，四个侧面的板材为真空隔热板；顺磁隔热超导板是由真空隔热板(801)、顺磁体(802)和高温超导体(803)复合而成的三层夹板，真空隔热板为中间夹层，顺磁体在磁屏蔽箱体的外表层，高温超导体在磁屏蔽箱体的内表层；磁屏蔽箱固定在滑条上，磁屏蔽箱可随滑条移动到动磁铁与定磁铁之间，并将两者隔开，也可从动磁铁与定磁铁之间移开使两者相斥；磁屏蔽箱至少设有一个开口部(804)，通过输冷管(9)、回路管(10)与制冷器联通，输冷管和回路管可随磁屏蔽箱往复摆动；凸轮固定在曲轴上，或者，凸轮的轮轴与曲轴用带传动机构或链传动机构连接；滑套为筒形滑套或矩形滑套或槽式滑套，滑条或滑条的一部份设在滑套中；从动杆与滑条同体，或者，从动杆为“L”型拨叉杆，拨叉杆的一端设有拨叉，另一端设有圆形触头或滚子或滚柱，滑条上设有拨柱，滑条上的拨柱从拨叉杆的开叉穿过；凸轮为凸月形凸轮(6)，从动杆与机架之间设有复位弹簧，利用弹簧力保持从动杆与凸轮接触，或者，凸轮为凸月形凸轮，利用从动杆所受的重力保持从动杆与凸轮接触，或者，凸轮为凸月形曲线沟槽凸轮(22、23)，将从动杆接触头的活动范围限制在曲线沟槽上，使从动杆与凸轮保持接触；机壳(19)与传动轴之间采用机械密封或铁磁流体密封或铁磁流体密封与机械密封相结合的方式密封，抽掉机壳内的空气后在机壳内形成真空腔(20)。

2.根据权利要求1所述一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，其特征是：所述顺磁体是用铁磁性材料制成的板材或片材，或者，顺磁体是由铁磁性材料制成的多孔或多间隙或多间格的板材或片材，或者，顺磁体是由多孔或多间隙或多间格的铁磁性材料与填充料合成的板材或片材，填充材料填充在铁磁性材料的孔或间隙或间格中。

3.根据权利要求2所述一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，其特征是：所述铁磁性材料为电工纯铁或硅钢片或锰锌铁氧体或非晶合金；所述填充材料为树脂或陶瓷。

4.根据权利要求1所述一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，其特征是：所述高温超导体是由MgB2或镧钡铜氧体或钇钡钙铜氧体或铋锶钙铜氧体或钇钡铜氧体或铊钡钙铜氧体或铅锶钇铜氧体或钡钾铋氧体或钕铈铜氧体或铁基超导体或Bi2212或Bi2223或ReOTPn体制成的片材或膜材。

5.根据权利要求4所述一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，其特征是：所述铁基超导体为FeSe或LaFeAsO1-xFx或LaOFeAs或钡铁砷或氟掺杂的钐氧铁砷化合物。

6.根据权利要求1所述一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，其特征是：所述真空隔热板主要包括纤维芯材和外覆层；纤维芯材为玻璃纤维或陶瓷纤维或纸纤维或多种纤维的集合体；外覆层的材料的一个面上，在最外层设置聚酰胺层，作为表面保护层，其内层材料为聚对笨二甲酸乙二脂层，中间层为铝箔。

7.根据权利要求1所述一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，其特征是：所述动磁铁和定磁铁为永磁体和/或电磁铁和/或超导电磁铁。

8.根据权利要求1所述一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，其特征是：制冷器的冷媒为氮或氦或氖。

9.根据权利要求1所述一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，其特征是：在同一机壳内设有一套或一套以上由动磁铁、定磁铁、曲柄连杆滑块机构、凸轮机构及磁屏蔽箱组成的共轴的磁力机。

10.根据权利要求9所述一种超导磁屏蔽曲柄连杆凸轮机构磁力机，其特征是：两套或两套以上共轴的磁力机的曲柄交错一定的角度设置在曲轴上。