RU2671435C1 - Маховик переменного момента инерции - Google Patents
Маховик переменного момента инерции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671435C1 RU2671435C1 RU2017146322A RU2017146322A RU2671435C1 RU 2671435 C1 RU2671435 C1 RU 2671435C1 RU 2017146322 A RU2017146322 A RU 2017146322A RU 2017146322 A RU2017146322 A RU 2017146322A RU 2671435 C1 RU2671435 C1 RU 2671435C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flywheel
- cylindrical
- chamber
- inertia
- piston
- Prior art date
Links
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/30—Flywheels
- F16F15/31—Flywheels characterised by means for varying the moment of inertia
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения. Маховик переменного момента инерции содержит две полуоси (1, 2), на которых жестко закреплена внешняя камера цилиндрической формы (3). Внутри внешней камеры жестко закреплена коаксиально расположенная внутренняя камера (4). Внутри внутренней камеры расположен поршень (5) c возможностью перемещения вдоль оси маховика посредством штока (6). Между цилиндрической поверхностью внешней камеры и цилиндрической поверхностью внутренней камеры расположен кольцеобразный поршень (7), который выполнен с возможностью перемещения вдоль стенок коаксиальных цилиндрических поверхностей. Полости, расположенные под цилиндрическим и кольцеобразным поршнями, гидравлически связаны между собой и заполнены жидкостью. Полости над поршнями сообщены между собой и заполнены воздухом. Несколько пар радиальных перегородок расположены под кольцеобразным поршнем. Некоторые радиальные перегородки закреплены на днище кольцеобразного поршня и перемещаются вместе с ним. Достигается плавность регулирования момента инерции маховика и упрощение управления. 3 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно, к инерционным аккумуляторам энергии.
Известна конструкция маховика переменного момента инерции, содержащего корпус с внутренней камерой, заполненной подвижной средой (RU, №2175085, опубл. 20.10.2001)
В периферийной части камеры размещено капиллярно-пористое вещество. Устройство нагрева и устройство охлаждения соприкасаются с подвижной средой и капиллярно-пористым веществом. Обеспечивается расширение эксплуатационных свойств за счет возможности регулирования момента инерции путем изменения расстояния между осью вращения и центром масс независимо от скорости вращения маховика. К недостаткам этого маховика относится необходимость использования специфического капиллярно-пористого вещества и устройства нагрева и охлаждения. Это приводит к сложности реализации, а также большим временным задержкам при необходимости изменения момента инерции.
Наиболее близким по технической реализации является маховик с переменным моментом инерции (RU, №1615439, опубл. 23.12.90), В конструкции маховика предусмотрен пустотелый барабан с камерой для жидкости, соединенный с валом с возможностью совместного вращения. Внутри камеры установлены радиальные перегородки. Жидкость из резервуара с помощью шнека, закрепленного на валу маховика, подается в камеру. По мере раскручивания маховика его масса увеличивается за счет нагнетания жидкости в камеру. Этот маховик не позволяет уменьшать его момент инерции без уменьшения его скорости вращения, что является его недостатком.
Технической задачей изобретения является обеспечение возможности увеличения и уменьшения момента инерции маховика, не требующее изменения скорости его вращения, а также повышение точности регулирования его момента инерции.
Техническим результатом изобретения является плавное регулирование момента инерции маховика, не требующее изменения скорости его вращения, простота управления и линейность зависимости изменения момента инерции от управляющего воздействия.
Решение технической задачи достигается тем, что в известном маховике переменного момента инерции, содержащего внешнюю камеру цилиндрической формы, внутреннюю цилиндрическую камеру, соосную с внешней и расположенную внутри нее, радиальные перегородки, согласно изобретению, внешняя камера жестко закреплена на двух полуосях, внутренняя камера выполнена в виде цилиндра с цилиндрическим поршнем внутри него, установленного с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра с помощью штока, между внутренней и внешней камерами расположен кольцеобразный поршень, с возможностью перемещения вдоль стенок внутренней и внешней камер из среднего положения в верхнее, при этом полости, расположенные под цилиндрическим и кольцеобразным поршнем, гидравлически связаны между собой и заполнены жидкостью, полости над поршнями сообщены между собой и заполнены воздухом, под кольцеобразным поршнем расположено несколько пар радиальных перегородок, причем часть из них закреплены на днище кольцеобразного поршня и перемещаются вместе с ним, другие закреплены между цилиндрическими поверхностями внутренней и внешней камер.
Получение технического результата достигается как перемещением жидкости из центральной области маховика к его периферийной области, так и обратным перемещением жидкости из периферийной области в центральную, что приводит соответственно к управляемому увеличению, или к уменьшению момента инерции; при этом совместное вращение с одинаковой угловой скоростью камеры и жидкости, находящейся в полости под кольцеобразным поршнем, обеспечивают несколько пар радиально расположенных вертикальных перегородок, одни из которых закреплены на днище поршня и перемещаются вместе с ним, другие закреплены между цилиндрическими поверхностями камеры и цилиндра.
Сущность изобретения поясняется рисунками 1, 2 и 3. Маховик переменного момента инерции (фиг. 1) содержит две полуоси 1 и 2, на которых жестко закреплена внешняя камера цилиндрической формы 3. Внутренняя цилиндрическая камера 4 соосна с внешней камерой 3 и установлена с возможностью одновременного вращения с ней. Внутри цилиндрической камеры 4 расположен поршень 5, который может перемещаться вдоль оси маховика из верхнего положения (фиг. 1) в нижнее положение с помощью штока 6, жестко скрепленного с ним. Шток 6 проходит через цилиндрическое отверстие в полуоси 1, что позволяет организовать его линейное перемещение совместно с поршнем 5 вдоль оси маховика. Между цилиндрической поверхностью внешней камеры 3 и цилиндрической поверхностью внутренней камеры 4 расположен кольцеобразный поршень 7, который может перемещаться вдоль стенок коаксиальных цилиндрических поверхностей. Цилиндрическая полость А, расположенная под поршнем 5, и кольцеобразная полость Б, расположенная под кольцеобразным поршнем 7, заполнены рабочим телом (жидкостью). Полости А и Б соединены между собой через отверстия 8, имеющиеся в нижней части внутренней цилиндрической камеры 4. Цилиндрическая полость Г (фиг. 2), расположенная над поршнем 5, и кольцеобразная полость В, расположенная над кольцеобразным поршнем 7, заполнены воздухом. Полости Г и В соединены между собой через отверстия 9, имеющиеся в верхней части внутренней цилиндрической камеры 4.
Минимальный момент инерции маховика соответствует верхнему положению поршня 5 и расположению кольцеобразного поршня 7, при котором объем полости Б равен объему полости В, как показано на фиг. 1.
При перемещении поршня 5 из верхнего в нижнее положение жидкость из полости А перемещается в полость Б, что приводит к перемещению поршня 7 в верхнее положение. Это приводит к увеличению момента инерции в силу того, что жидкость из центральной части маховика перемещается к его внешней поверхности. На фиг. 2 показано промежуточное положение поршней. При перемещении поршня 7 в верхнее положение воздух, расположенный над кольцеобразным поршнем 7, вытесняется из полости В через отверстия 9 цилиндра 4 в полость Г. Максимальный момент инерции маховика достигается при верхнем положении поршня 7.
При перемещении поршня 5 из нижнего положения в верхнее, жидкость из полости Б перемещается в полость А, а воздух, расположенный над поршнем 5, вытесняется через отверстия 9 цилиндра 4 в полость В, что приводит к перемещению кольцеобразного поршня 7 из верхнего положения в среднее. Это приводит к уменьшению момента инерции в силу того, что жидкость из внешней области Б маховика перемещается в его центральную область Л.
Совместное вращение с одинаковой угловой скоростью внешней камеры 3 и жидкости, находящейся в полости Б под кольцеобразным поршнем 7, обеспечивают несколько пар радиально расположенных вертикальных перегородок 10 и 11 (фиг. 3). Перегородки 10 жестко закреплены между внутренней стенкой камеры 3 и наружной стенкой камеры 4. Эти перегородки располагаются от места нахождения нижней поверхности кольцеобразного поршня 7, соответствующего минимальному моменту инерции маховика, до внутренней поверхности дна камеры 3.
Перегородки 11 жестко закреплены на нижней поверхности кольцеобразного поршня 7 и перемещаются вместе с ним. Перегородки 11 перемещаются в пазах, образуемых перегородками 10 и выступами 12 (фиг. 3). Выступы 12 жестко закреплены на внутренней поверхности камеры 3 и внешней поверхности камеры 4. Высота перегородки 11, жестко соединенной с поршнем 7, соответствует высоте перегородки 10, жестко соединенной с камерой 3 и камерой 4. Это обеспечивает перекрытие кольцеобразной камеры Б вертикальными перегородками 10 и 11 при любом положении кольцеобразного поршня 7.
Предлагаемое техническое решение может быть использовано в системах управления гидроагрегатов при переходных процессах и аварийных режимах, которые могут возникать при резком сбросе нагрузки большой суммарной мощности, что характерно для малых ГЭС. В последнем случае маховик, сопряженный с гидроагрегатом, создает дополнительный тормозящий момент для гидроагрегата, предотвращая его неуправляемый разгон. Это реализуется за счет управляющих воздействий, приводящих к увеличению момента инерции маховика.
Использование такого маховика, также, позволяет:
- осуществлять управляемое демпфирование случайных возмущений, связанных с нестационарностью гидропотока;
- запасать механическую энергию в период, предшествующий ожидаемому увеличению электрической нагрузки, для предотвращения аварийного снижения оборотов гидроагрегата, связанного с резким набором нагрузки большой суммарной мощности, заранее увеличивая момент инерции вращающегося маховика.
Кроме того, подобное устройство может найти применение в ветроэнергетике.
Claims (1)
- Маховик переменного момента инерции, содержащий внешнюю камеру цилиндрической формы, внутреннюю цилиндрическую камеру, соосную с внешней и расположенную внутри нее, радиальные перегородки, отличающийся тем, что внешняя камера жестко закреплена на двух полуосях, внутренняя камера выполнена в виде цилиндра с цилиндрическим поршнем внутри него, установленного с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра с помощью штока, между внутренней и внешней камерами расположен кольцеобразный поршень с возможностью перемещения вдоль стенок внутренней и внешней камер из среднего положения в верхнее, при этом полости, расположенные под цилиндрическим и кольцеобразным поршнями, гидравлически связаны между собой и заполнены жидкостью, полости над поршнями сообщены между собой и заполнены воздухом, под кольцеобразным поршнем расположено несколько пар радиальных перегородок, причем часть из них закреплены на днище кольцеобразного поршня и перемещаются вместе с ним, другие закреплены между цилиндрическими поверхностями внутренней и внешней камер.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146322A RU2671435C1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Маховик переменного момента инерции |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146322A RU2671435C1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Маховик переменного момента инерции |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2671435C1 true RU2671435C1 (ru) | 2018-10-31 |
Family
ID=64103231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017146322A RU2671435C1 (ru) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Маховик переменного момента инерции |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2671435C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2709080C1 (ru) * | 2018-12-27 | 2019-12-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Маховик переменного момента инерции |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2404515A (en) * | 1944-06-16 | 1946-07-23 | Frank W Meyer | Hydraulic flywheel |
US3248967A (en) * | 1964-01-06 | 1966-05-03 | Exxon Research Engineering Co | Variable inertia liquid flywheel |
SU1615439A1 (ru) * | 1988-01-05 | 1990-12-23 | В. Г. Иванов | Маховик с переменным моментом инерции |
UA42107U (en) * | 2009-01-05 | 2009-06-25 | Национальный Университет Водного Хозяйства И Природопользования | Flywheel |
-
2017
- 2017-12-27 RU RU2017146322A patent/RU2671435C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2404515A (en) * | 1944-06-16 | 1946-07-23 | Frank W Meyer | Hydraulic flywheel |
US3248967A (en) * | 1964-01-06 | 1966-05-03 | Exxon Research Engineering Co | Variable inertia liquid flywheel |
SU1615439A1 (ru) * | 1988-01-05 | 1990-12-23 | В. Г. Иванов | Маховик с переменным моментом инерции |
UA42107U (en) * | 2009-01-05 | 2009-06-25 | Национальный Университет Водного Хозяйства И Природопользования | Flywheel |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2709080C1 (ru) * | 2018-12-27 | 2019-12-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Маховик переменного момента инерции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2671435C1 (ru) | Маховик переменного момента инерции | |
AU2019377666B2 (en) | Hydraulic linear impact vibration pile hammer machine | |
US3203273A (en) | Unbalance compensator | |
CN107829260B (zh) | 滚筒式洗衣机的动平衡装置、滚筒式洗衣机的内筒组件及滚筒式洗衣机 | |
RU2689051C1 (ru) | Маховик переменного момента инерции | |
RU2709080C1 (ru) | Маховик переменного момента инерции | |
JP3083771B2 (ja) | 少なくとも1つの行程ピストンを備えたダイヤフラムポンプ | |
US1904496A (en) | Hydraulic transmission system | |
RU77872U1 (ru) | Барабан стиральной машины | |
WO2011025408A1 (ru) | Двигатель гидравлический радиальный | |
US1105792A (en) | Variable-speed power-transmitting device. | |
JP6689610B2 (ja) | 流体ダンパ | |
CN102562802B (zh) | 设有散热翅片的可精细调整间隙的装配式动静压轴承 | |
JP6984981B2 (ja) | 振動抑制装置 | |
CN218063194U (zh) | 一种基于液压马达增容的流体惯容器 | |
JP6882831B2 (ja) | 振動抑制装置 | |
SU1499005A1 (ru) | Маховик переменного момента инерции с вертикальной осью вращени | |
SU905543A1 (ru) | Маховик переменного момента инерции | |
RU2063547C1 (ru) | Универсальный инерционный движитель | |
UA128959U (uk) | Пристрій для автоматичного балансування | |
RU2263836C2 (ru) | Жидкостно-поплавковое самобалансирующее устройство | |
RU2578443C1 (ru) | Устройство для изменения момента инерции маховика | |
JP7309289B2 (ja) | 制振ダンパの試験装置 | |
RU2626900C1 (ru) | Турбовоздушный привод скважинного штангового насоса | |
RU2188885C2 (ru) | Автобалансирующее устройство с вертикальной осью вращения и перемещением корректирующей массы |