RU2119234C1

RU2119234C1 - Piston rotator

Info

Publication number: RU2119234C1
Application number: RU97101360/09A
Authority: RU
Inventors: Евгений Степанович Ватолин
Original assignee: Евгений Степанович Ватолин
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 1998-09-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: rotator has rotor, two stators, crankshaft, and bearings. Permanent magnets are built-in rotor and stators. Crankshaft and rotor rotate as a result of interaction between magnets positioned in stator and rotor pistons. Twin cylinders, each having two built-in pistons with permanent magnets are positioned in stators. During interaction between magnetic fields of stator magnets and magnetic fields of magnets built-in pistons, the latter are displaced, thereby turning the crankshaft. EFFECT: removal of forces preventing rotation of rotor. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в отраслях народного хозяйства в качестве привода. The invention relates to mechanical engineering and can be used in the sectors of the economy as a drive.

Известно устройство-привод, содержащий статор с постоянными магнитами, ротор с постоянными магнитами, вал, подшипники и экраны [1]. A drive device is known comprising a stator with permanent magnets, a rotor with permanent magnets, a shaft, bearings and shields [1].

Недостатком известного устройства является: наличие тормозящего взаимодействия между магнитными полями постоянных магнитов статора и ротора, снижающего мощность привода; наличие экранов, ослабляющих магнитные поля постоянных магнитов, что также снижает мощность. A disadvantage of the known device is: the presence of inhibitory interaction between the magnetic fields of the permanent magnets of the stator and rotor, which reduces the drive power; the presence of screens that weaken the magnetic fields of permanent magnets, which also reduces power.

Кроме того, регулировка мощности привода производится за счет изменения межполюсного расстояния между статором и ротором, что является не технологичным, а реверс и торможение привода, осуществляемые посредством поворота магнитов, являются малоэффективным и ненадежным. In addition, the drive power is adjusted by changing the interpolar distance between the stator and the rotor, which is not technological, and the reverse and braking of the drive by rotating the magnets are ineffective and unreliable.

Наиболее близким к предложению по технической сущности и максимальному количеству сходных признаков является вращатель поршневой, содержащий статор с поршнями с постоянными магнитами, ротор на коленчатом валу с постоянными магнитами, обращенными к полюсам постоянных магнитов поршней статора [2]. The closest to the proposal on the technical nature and the maximum number of similar features is a piston rotator containing a stator with pistons with permanent magnets, a rotor on the crankshaft with permanent magnets facing the poles of the permanent magnets of the stator pistons [2].

Недостатком известного вращателя поршневого является малая мощность, низкий КПД, невозможность реверсирования и изменения мощности и режима работы двигателя и нетехнологичность управления работой двигателя. A disadvantage of the known piston rotator is low power, low efficiency, the inability to reverse and change the power and operating mode of the engine and the low-tech control of the engine.

Целью изобретения является увеличение мощности, обеспечение возможности реверсирования, изменения мощности и режимов работы, повышение КПД и упрощение управления вращателем. The aim of the invention is to increase power, providing the possibility of reversing, changing power and operating modes, increasing efficiency and simplifying control of the rotator.

Указанная цель достигается тем, что во вращателе поршневом, содержащем статор с поршнями с постоянными магнитами, ротор на коленчатом валу с постоянными магнитами, обращенными к полюсам постоянных магнитов поршней статора, магниты ротора выполнены полукольцевыми и при взаимодействии одного полукольца ротора с одноименным полюсом постоянного магнита одного поршня статора второй полукольцевой магнит обратной полярности ротора, расположенный на противоположной стороне его окружности взаимодействует с разноименным полюсом постоянного магнита другого поршня статора, притягивая его и обеспечивая поворот коленчатого вала. This goal is achieved by the fact that in a piston rotator containing a stator with pistons with permanent magnets, a rotor on the crankshaft with permanent magnets facing the poles of the permanent magnets of the stator pistons, the rotor magnets are made semi-rings and when one half-ring of the rotor interacts with the same pole of the permanent magnet of one the stator piston, the second semicircular magnet of the opposite polarity of the rotor located on the opposite side of its circle interacts with the opposite pole of the constant the other stator magnet piston, pulling it and allowing the rotation of the crankshaft.

Вращатель поршневой может быть снабжен вторым статором и вторым коленчатым валом, с которым ротор соединен гидравлическим сцеплением. The piston rotator can be equipped with a second stator and a second crankshaft with which the rotor is connected by hydraulic clutch.

На фиг. 1 изображен вращатель (продольный разрез); на фиг. 2 - то же, вид сбоку. In FIG. 1 shows a rotator (longitudinal section); in FIG. 2 is the same side view.

Вращатель поршневой содержит два статора, один является основным 1, второй 2 - вспомогательный, ротор - 3, два коленчатых вала, один является основным - 4, а второй - вспомогательный - 5, подшипник - 6, постоянные магниты в роторе - 8, поршни 7, постоянные магниты в поршнях - 9. При этом полукольцевые постоянные магниты 8 могут состоять из ряда мелких (на фиг. 2 они показаны пунктиром). Полярность магнитов 8 и 9 размечена чернением. Оба статора 1 и 2 снаружи соединены трубчатым кожухом 10. Основной коленчатый вал 4 - жестко соединен с ротором 3, вспомогательный коленчатый вал 5 соединяется с ротором 3 с помощью гидравлического сцепления - 11, от которого идет трубопровод - 12 к гидроцилиндру. Постоянные магниты 9, расположенные в поршнях 7, установлены одноименными полюсами наружу в направлении к полюсам постоянных магнитов 8 ротора. Полукольцевые магниты 8 ротора 3 расположены полюсами внутрь в направлении к магнитам 9 статора в поршнях 7. The piston rotator contains two stators, one is the main 1, the second 2 is the auxiliary, the rotor is 3, two crankshafts, one is the main 4, and the second is the auxiliary 5, the bearing 6, the permanent magnets in the rotor are 8, the pistons 7 , the permanent magnets in the pistons - 9. In this case, the semi-ring permanent magnets 8 can consist of a number of small ones (they are shown by a dotted line in Fig. 2). The polarity of magnets 8 and 9 is marked with blackening. Both stators 1 and 2 are externally connected by a tubular casing 10. The main crankshaft 4 is rigidly connected to the rotor 3, the auxiliary crankshaft 5 is connected to the rotor 3 by means of a hydraulic clutch - 11, from which there is a pipeline - 12 to the hydraulic cylinder. Permanent magnets 9 located in the pistons 7 are mounted by the same poles outward in the direction of the poles of the permanent magnets 8 of the rotor. Semicircular magnets 8 of the rotor 3 are located poles inward in the direction of the magnets 9 of the stator in the pistons 7.

Магнитные поля постоянных магнитов ротора 3 и статора 1 направлены по прямой линии навстречу друг другу. При этом расстояние между ротором 3 и статором 1 предельно минимальное. The magnetic fields of the permanent magnets of the rotor 3 and stator 1 are directed in a straight line towards each other. Moreover, the distance between the rotor 3 and the stator 1 is extremely minimal.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Магнитные поля полукольцевых постоянных магнитов 8 ротора 3 взаимодействуют с одноименными полюсами магнитов постоянных 9 поршней 7 статора 1 и отталкивают от себя поршни 7. В этот же момент магниты 8 обратной полярности второго полукольцевого постоянного магнита 8 ротора 3, расположенный на противоположной стороне этой же окружности против второго поршня 7 статора взаимодействуют с разноименным полюсом постоянного магнита 8 поршня 7 и притянет поршень 7 к себе в крайнее положение. The magnetic fields of the semicircular permanent magnets 8 of the rotor 3 interact with the same poles of the magnets of the permanent 9 pistons 7 of the stator 1 and repel the pistons 7. The magnets 8 of the opposite polarity of the second semicircular permanent magnet 8 of the rotor 3 located on the opposite side of the same circle against the second piston 7 of the stator interact with the opposite pole of the permanent magnet 8 of the piston 7 and will pull the piston 7 to its extreme position.

На вспомогательном статоре 2 происходят в это время аналогичные процессы с той только разницей, что постоянные магниты 9 статора 2 и ротора 3 в нижней части ротора 3 отталкиваются, а в верхней части - притягиваются. Таким образом, коленчатый вал 4 повернется на 180 градусов. Затем цикл повторяется, что и приводит во вращение коленчатый вал 4 и 5, расположенные соответственно в основном 1 и вспомогательном статорах 2. Similar processes occur at the auxiliary stator 2 at this time, with the only difference being that the permanent magnets 9 of the stator 2 and rotor 3 are repelled in the lower part of the rotor 3 and attracted in the upper part. Thus, the crankshaft 4 will rotate 180 degrees. Then the cycle repeats, which drives the crankshaft 4 and 5, located respectively in the main 1 and auxiliary stators 2.

Мощность вращателя регулируется отключением от работы коленчатого вала 5 вспомогательного статора 2 посредством отжатия гидравлического сцепления 11. Торможение и остановка вращения производится путем установки коленчатых валов 5 и 4 во вспомогательном 2 и основном 1 статорах в вертикальное положение (вверх) рукояткой 13. Реверс вращения производится установкой коленчатого вала на угол 180⁰±α, где α = 10-15⁰, к вертикали в зависимости от направления вращения.The power of the rotator is regulated by disabling the operation of the crankshaft 5 of the auxiliary stator 2 by depressing the hydraulic clutch 11. Braking and stopping the rotation is done by setting the crankshafts 5 and 4 in the auxiliary 2 and main 1 stators in the vertical position (up) by the handle 13. The rotation is reversed by setting crankshaft at an angle of 180 ⁰ ± α, where α = 10-15 ⁰ , to the vertical, depending on the direction of rotation.

Вращатель может работать самостоятельно без компоновки его с другими машинами. Может также работать совместно с другими механизмами. В этом случае возможны три режима в зависимости от типа машины или механизма, с которым он будет работать. The rotator can work independently without linking it with other machines. May also work in conjunction with other mechanisms. In this case, three modes are possible depending on the type of machine or mechanism with which it will work.

1. При компоновке с вентиляторами, когда требуется реверсирование вращения, порядок работы такой, как описано выше. 1. When assembling with fans, when rotation reversal is required, the operating procedure is as described above.

2. При компоновке вращателя с генератором (система мотор - генератор), когда не требуется реверсирование вращения, коленчатый вал 5 вспомогательного статора 2 вращателя блокируется с коленчатым валом основного 1 статора и они работают в паре на полную мощность. 2. When the rotator is arranged with a generator (motor-generator system), when rotation reversal is not required, the crankshaft 5 of the auxiliary rotor stator 2 is blocked with the crankshaft of the main stator 1 and they are paired at full power.

3. При компоновке с транспортным средством для реверса и остановки может использоваться коробка передач и тормозная система транспортного средства. 3. When linking with a vehicle, the gearbox and brake system of the vehicle may be used for reverse and stop.

Источники информации
1. Патент РФ N 2019901, кл. H 02 N 11/00, 1994.Sources of information
1. RF patent N 2019901, cl. H 02 N 11/00, 1994.

2. Патент Франции N 2211795, А1, 1974. 2. French patent N 2211795, A1, 1974.

Claims

1. A piston rotator comprising a stator with pistons with permanent magnets, a rotor on the crankshaft with permanent magnets facing the poles of the permanent magnets of the stator pistons, characterized in that the permanent magnets of the rotor are made semi-ring and when one semi-ring permanent magnet of the rotor interacts with the same pole of the constant pole the magnet of one piston of the stator, the second semicircular permanent magnet of the opposite polarity of the rotor, located on the opposite side of its circumference, interacts with the opposite pole of the permanent magnet of the other stator piston, attracting it and providing rotation of the crankshaft.

2. The rotator according to claim 1, characterized in that it is equipped with a second stator and a second crankshaft with which the rotor is connected by hydraulic clutch.