RU2453978C2 - Capacitive motor - agitator - Google Patents
Capacitive motor - agitator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2453978C2 RU2453978C2 RU2010133361/07A RU2010133361A RU2453978C2 RU 2453978 C2 RU2453978 C2 RU 2453978C2 RU 2010133361/07 A RU2010133361/07 A RU 2010133361/07A RU 2010133361 A RU2010133361 A RU 2010133361A RU 2453978 C2 RU2453978 C2 RU 2453978C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dielectric
- movable element
- liquid
- motor
- metal electrodes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электромашиностроению и предназначено для использования в энергетике, в частности в исследованиях электростатических сил по электростатике, а также как двигатель небольшой мощности и устройство для смешивания различных диэлектрических жидкостей.The invention relates to electrical engineering and is intended for use in the energy sector, in particular in studies of electrostatic forces in electrostatics, as well as as a low-power engine and a device for mixing various dielectric fluids.
Известен вариант исполнения электростатического двигателя [патент РФ №2225066, кл. H02N 1/00, 2004 г.], содержащего тело перемещения из диэлектрика, относительно тела перемещения установлены прямые металлические электроды, которые расположены в плоскости параллельно телу перемещения и наклонены к нему под углом α, с зазором, в сторону, противоположную направлению движения.A known embodiment of an electrostatic engine [RF patent No. 2225066, class. H02N 1/00, 2004], containing the displacement body from the dielectric, with respect to the displacement body, direct metal electrodes are installed, which are located in a plane parallel to the displacement body and are inclined to it at an angle α, with a gap, in the direction opposite to the direction of movement.
Недостатком такого двигателя является невозможность регулирования величины воздушного зазора между электродами статора и поверхностью жидкости и угол наклона электродов относительно нормали к поверхности жидкости, а также работа устройства только на постоянном токе.The disadvantage of this engine is the inability to control the amount of air gap between the stator electrodes and the liquid surface and the angle of inclination of the electrodes relative to the normal to the liquid surface, as well as the operation of the device only with direct current.
Известен озонатор [патент РФ №2040461, кл. С01В 13/11, 1995 г.], который также можно использовать в качестве двигателя, содержащий диэлектрик, электроды и высоковольтный источник напряжения, соединенный с электродами. В озонаторе вращающийся с регулируемой скоростью диэлектрик, установленный на подшипниках, и электроды, установленные под углом к поверхности диэлектрика, создают зону разряда коронного типа.Known ozonizer [RF patent No. 2040461, class. СВВ 13/11, 1995], which can also be used as a motor, containing a dielectric, electrodes, and a high voltage voltage source connected to the electrodes. In an ozonator, a dielectric rotating at an adjustable speed mounted on bearings and electrodes mounted at an angle to the surface of the dielectric create a corona discharge zone.
Недостатком аналога являются ограниченные функциональные возможности.The disadvantage of an analogue is limited functionality.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является конструкция емкостного двигателя [патент РФ №2330374, кл. H02N 1/08, 2006 г.], содержащая диэлектрический корпус, закрепленный в нем с возможностью вращения вал, на котором установлен диэлектрический подвижный элемент, выполненный в виде конуса из фибры, металлические электроды, установленные под углом относительно нормали к поверхности подвижного элемента. Емкостный двигатель может быть выполнен многофазным и работать от тока любого рода.Closest to the proposed invention in technical essence is the design of a capacitive engine [RF patent No. 2330374, class. H02N 1/08, 2006], comprising a dielectric housing, a shaft rotatably mounted thereon, on which a dielectric movable element mounted in the form of a fiber cone is mounted, metal electrodes mounted at an angle relative to the normal to the surface of the movable element. A capacitive motor can be made multiphase and run on current of any kind.
Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности из-за применения только твердого тела вращения в качестве подвижного элемента.The disadvantage of the prototype is limited functionality due to the use of only a rigid body of revolution as a movable element.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей и увеличение производительности за счет использования жидкостного подвижного элемента двигателя и использования дополнительного нагревательного элемента.The objective of the invention is the expansion of functionality and increase productivity through the use of a liquid movable engine element and the use of an additional heating element.
Поставленная задача достигается тем, что в емкостном двигателе, содержащем диэлектрический корпус, в котором расположен диэлектрический подвижный элемент, металлические электроды, подключенные к источнику питания, установленные под углом относительно нормали к поверхности диэлектрического подвижного элемента, а между диэлектрическим подвижным элементом и металлическими электродами имеется воздушный зазор, согласно изобретению в качестве подвижного элемента использован жидкий диэлектрик, помещенный в бак, выполненный из диэлектрического материала.The problem is achieved in that in a capacitive motor containing a dielectric housing in which a dielectric movable element is located, metal electrodes connected to a power source are installed at an angle relative to the normal to the surface of the dielectric movable element, and there is an air between the dielectric movable element and the metal electrodes the gap according to the invention as a movable element used a liquid dielectric placed in a tank made of dielectric material.
Кроме того, согласно изобретению в качестве жидкого диэлектрика может быть использована электрореологическая суспензия.In addition, according to the invention, an electrorheological suspension can be used as a liquid dielectric.
Кроме того, согласно изобретению емкостный двигатель содержит дополнительный нагревательный элемент для подогрева жидкости и является фильтром.In addition, according to the invention, the capacitive engine contains an additional heating element for heating the liquid and is a filter.
Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг.1 изображен вид спереди емкостного двигателя-перемешивателя.The invention is illustrated in the drawing. Figure 1 shows a front view of a capacitive motor-stirrer.
Емкостный двигатель содержит непроводящий бак 1, наполненный жидким диэлектриком 2, например электрореологической суспензией, выполняющим роль подвижного элемента, систему металлических электродов 3, подключенных к высоковольтному источнику напряжения переменного или постоянного тока 4, установленных под углом α относительно нормали к поверхности подвижного элемента, с возможностью изменения угла наклона α относительно нормали к поверхности подвижного элемента и величины воздушного зазора δ между электродами и поверхностью подвижного элемента. Емкостный двигатель содержит дополнительный нагревательный элемент 5 для подогрева жидкости и в такой совокупности признаков может выполнять функции фильтра.The capacitive engine contains a non-conductive tank 1 filled with a liquid dielectric 2, for example, an electrorheological suspension acting as a movable element, a system of metal electrodes 3 connected to a high voltage AC or DC voltage source 4, installed at an angle α relative to the normal to the surface of the movable element, with the possibility changes in the angle of inclination α relative to the normal to the surface of the movable element and the magnitude of the air gap δ between the electrodes and the surface of the movable th element. The capacitive engine contains an additional heating element 5 for heating the liquid and, in such a combination of features, can serve as a filter.
Двигатель работает следующим образом. На электроды 3 подается напряжение от высоковольтного источника напряжения переменного или постоянного тока 4. В результате в рабочем пространстве емкостного двигателя возникает вращающееся электрическое поле, под действием которого возникает индуцированный дипольный электрический момент в жидком диэлектрике подвижного элемента заставляющий двигаться молекулы жидкого диэлектрика в определенном направлении. За счет ориентированного перемещения молекул приводится в движение подвижный элемент 2. В качестве жидкого диэлектрика можно использовать электрореологическую суспензию - электрореологическую жидкость, состоящую из диэлектрической среды, например трансформаторного масла, и введенного в нее мелкодисперсного наполнителя (патент РФ №2077546, опубл. 20.04.1997). Под действием высоковольтного напряжения электрореологическая суспензия переходит в желеобразное состояние, т.е. ее эффективная вязкость растет до ее насыщения, это связано с электростатическим взаимодействием частиц и динамикой изменения структуры размещения дисперсных частиц. Эффект обратимого изменения вязкости под действием электрического поля наблюдается и в постоянных, и в переменных полях (Ю.Г.Яновский, В.Э.Згаевский, Ю.Н.Карнет, И.Ф.Образцов Электрореологические жидкости. Теоретические и экспериментальные подходы к их описанию // Физ. мезомех. - 2003. - Т.6. - №6. - С.61-69).The engine operates as follows. Voltage is applied to the electrodes 3 from a high-voltage source of alternating or direct current voltage 4. As a result, a rotating electric field appears in the working space of the capacitive motor, under the influence of which an induced dipole electric moment arises in the liquid dielectric of the movable element, causing the liquid dielectric molecules to move in a certain direction. Due to the oriented movement of the molecules, the movable element 2 is set in motion. As a liquid dielectric, an electrorheological suspension — an electrorheological liquid consisting of a dielectric medium, for example transformer oil, and finely dispersed filler introduced into it can be used (RF patent No. 2077546, published on 04/20/1997 ) Under the influence of high voltage, the electrorheological suspension becomes a jelly-like state, i.e. its effective viscosity grows to saturation, this is due to the electrostatic interaction of particles and the dynamics of changes in the distribution structure of dispersed particles. The effect of a reversible change in viscosity under the influence of an electric field is observed both in constant and variable fields (Yu.G. Yanovsky, V.E. Zgaevsky, Yu.N. Karnet, I.F. Obraztsov Electrorheological liquids. Theoretical and experimental approaches to their description // Phys. Mesomech. - 2003. - T.6. - No. 6. - S.61-69).
Возможность изменения угла наклона α относительно нормали к поверхности подвижного элемента и величины воздушного зазора δ между электродами и поверхностью подвижного элемента позволяет регулировать величину вращающего момента двигателя, а также ожидается увеличение производительности за счет перемещения подвижного элемента. Изменение количества подключаемых электродов, т.е. уменьшение нагрузки на электроды, позволяет выполнить двигатель многофазным.The possibility of changing the angle of inclination α relative to the normal to the surface of the movable element and the size of the air gap δ between the electrodes and the surface of the movable element allows you to adjust the magnitude of the motor torque, and it is also expected to increase productivity by moving the movable element. Change in the number of connected electrodes, i.e. reducing the load on the electrodes, allows the engine to perform multiphase.
Итак, заявляемое изобретение обладает высокой технологичностью, простотой конструкции и широкой универсальностью, поскольку оно может работать от тока любого рода. Двигатель обладает расширенными функциональными возможностями за счет использования в качестве подвижного элемента жидкого диэлектрика, что позволяет применять двигатель в качестве перемешивателя и устройства для очистки жидкости, перекачки нефтепродуктов и разделения их на фракции. Используя в качестве жидкого диэлектрика электрореологическую суспензию - жидкость, которая под действием электрического поля способна изменять вязкость, можно увеличить вращающий момент двигателя. Предусмотрев в конструкции двигателя дополнительный нагревательный элемент для нагрева жидкости, двигатель можно использовать в качестве фильтра, т.к. при нагреве уменьшается вязкость жидкого диэлектрика, а следовательно, испарение молекул жидкости происходит быстрее.So, the claimed invention has high adaptability, simplicity of design and wide versatility, since it can operate from any kind of current. The engine has expanded functionality due to the use of a liquid dielectric as a movable element, which allows the engine to be used as a mixer and a device for cleaning liquid, pumping oil products and separating them into fractions. Using an electrorheological suspension as a liquid dielectric - a liquid that can change viscosity under the influence of an electric field, it is possible to increase the engine torque. Providing an additional heating element for heating the liquid in the engine design, the engine can be used as a filter, because when heated, the viscosity of the liquid dielectric decreases, and therefore, the evaporation of liquid molecules occurs faster.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010133361/07A RU2453978C2 (en) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | Capacitive motor - agitator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010133361/07A RU2453978C2 (en) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | Capacitive motor - agitator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010133361A RU2010133361A (en) | 2012-02-27 |
| RU2453978C2 true RU2453978C2 (en) | 2012-06-20 |
Family
ID=45851571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010133361/07A RU2453978C2 (en) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | Capacitive motor - agitator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2453978C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2583844C1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Electrostatic separator |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3297888A (en) * | 1963-09-23 | 1967-01-10 | Zwolski Anthony | Electrostatic motor |
| SU594568A1 (en) * | 1976-06-28 | 1978-02-25 | Предприятие П/Я А-7677 | Dielectric motor |
| SU715596A1 (en) * | 1977-06-01 | 1980-02-20 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физической Химии Ан Ссср | Electrorheological composition |
| SU898574A1 (en) * | 1980-05-20 | 1982-01-15 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тепло-И Массообмена Им. А.В.Лыкова Ан Бсср | Working medium for electrostatic motors |
| DE3711131A1 (en) * | 1987-04-02 | 1989-05-11 | Koenraad Daelman | ELECTRIC MOTOR |
| SU1690148A1 (en) * | 1989-03-23 | 1991-11-07 | Arsenev Vladimir V | Electric motor |
| RU2040461C1 (en) * | 1992-02-25 | 1995-07-25 | Уфимский авиационный институт им.С.Орджоникидзе | Ozonizer |
| RU2225066C2 (en) * | 2001-12-17 | 2004-02-27 | Красноярский государственный университет | Electrostatic motor (alternatives) |
| RU2312451C1 (en) * | 2006-06-26 | 2007-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет | Method for reverse of capacity motor |
| RU2330374C2 (en) * | 2006-06-26 | 2008-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет | Capacitance engine |
| RU2369000C1 (en) * | 2008-05-04 | 2009-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Capacitance motor |
-
2010
- 2010-08-09 RU RU2010133361/07A patent/RU2453978C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3297888A (en) * | 1963-09-23 | 1967-01-10 | Zwolski Anthony | Electrostatic motor |
| SU594568A1 (en) * | 1976-06-28 | 1978-02-25 | Предприятие П/Я А-7677 | Dielectric motor |
| SU715596A1 (en) * | 1977-06-01 | 1980-02-20 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физической Химии Ан Ссср | Electrorheological composition |
| SU898574A1 (en) * | 1980-05-20 | 1982-01-15 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тепло-И Массообмена Им. А.В.Лыкова Ан Бсср | Working medium for electrostatic motors |
| DE3711131A1 (en) * | 1987-04-02 | 1989-05-11 | Koenraad Daelman | ELECTRIC MOTOR |
| SU1690148A1 (en) * | 1989-03-23 | 1991-11-07 | Arsenev Vladimir V | Electric motor |
| RU2040461C1 (en) * | 1992-02-25 | 1995-07-25 | Уфимский авиационный институт им.С.Орджоникидзе | Ozonizer |
| RU2225066C2 (en) * | 2001-12-17 | 2004-02-27 | Красноярский государственный университет | Electrostatic motor (alternatives) |
| RU2312451C1 (en) * | 2006-06-26 | 2007-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет | Method for reverse of capacity motor |
| RU2330374C2 (en) * | 2006-06-26 | 2008-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет | Capacitance engine |
| RU2369000C1 (en) * | 2008-05-04 | 2009-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Capacitance motor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2583844C1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Electrostatic separator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010133361A (en) | 2012-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11404976B2 (en) | Dielectric nano-fluid for electrostatic machines and actuators | |
| Ren et al. | Cell transport and suspension in high conductivity electrothermal flow with negative dielectrophoresis by immersed boundary-lattice Boltzmann method | |
| RU2453978C2 (en) | Capacitive motor - agitator | |
| Aubry et al. | Influence of particle‐particle interactions and particles rotational motion in traveling wave dielectrophoresis | |
| Wang et al. | Dielectrophoresis in aqueous suspension: impact of electrode configuration | |
| KR101351447B1 (en) | Transportation of Micrometer-Sized Object and Extraction of Mechanical Work by Constant Electric Field | |
| Amah et al. | Electrohydrodynamic manipulation of particles adsorbed on the surface of a drop | |
| Lian et al. | Microfluidic flow reversal at low frequency by AC electrothermal effect | |
| Du et al. | Insulator-based dielectrophoresis in viscous media—simulation of particle and droplet velocity | |
| Ghazian et al. | Oscillation, pseudo-rotation and coalescence of sessile droplets in a rotating electric field | |
| Devi et al. | Electrokinetics of cells in dielectrophoretic separation: a biological perspective | |
| US9228676B2 (en) | Electroosmotic movable device | |
| Yeh et al. | Analysis of traveling-wave electro-osmotic pumping with double-sided electrode arrays | |
| Tripathi et al. | Thermal Analysis of γAl 2 O 3/H 2 O and γAl 2 O 3/C 2 H 6 O 2 Elastico-Viscous Nanofluid Flow Driven by Peristaltic Wave Propagation with Electroosmotic and Magnetohydrodynamic Effects: Applications in Nanotechnological Energy Systems | |
| Kach et al. | Nonequilibrium structure formation in electrohydrodynamic emulsions | |
| Nudurupati et al. | Electrohydrodynamics of yeast cells in microchannels subjected to travelling electric fields | |
| Wang et al. | Droplet motion in a microchannel: The influence of electrokinetic effects at liquid-liquid interfaces | |
| RU130162U1 (en) | REMOTE ELECTROSTATIC ENGINE | |
| Holtappels et al. | AC-field-induced fluid pumping in microsystems with asymmetric temperature gradients | |
| Hossan et al. | Bipolar Janus particle assembly in microdevice | |
| Diwakar et al. | Active microparticle propulsion pervasively powered by asymmetric AC field electrophoresis | |
| Chen et al. | Directed transport and location-designated rotation of nanowires using ac electric fields | |
| RU2656232C1 (en) | Method of vibration damping and electrostatic damper for its implementation | |
| Abu-Jdayil et al. | Effect of electrode morphology on the behaviour of electrorheological fluids in torsional flow | |
| Volkova et al. | New material creation by phase separation in liquid mixtures induced by non-uniform electric field |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130810 |