UA148361U

UA148361U - MOTOR ON PERMANENT MAGNETS (MDA-PO2)

Info

Publication number: UA148361U
Application number: UAU202101999U
Authority: UA
Inventors: Анатолій Максимович Алєєв; Наталя Анатоліївна Алєєва; Тетяна Анатоліївна Алєєва
Original assignee: Анатолій Максимович Алєєв
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2021-07-28

Abstract

Двигун на постійних магнітах включає корпус, кривошипно-шатунний механізм, складений з колінчатого вала і шатунів, маховик та магнітну систему, причому корпус виконаний з відокремлених за допомогою суцільних стінок одна від другої N пар камер, розділених всередині перегородкою, на периферії якої біля стінок корпуса і в місці проходження крізь неї колінчатого вала виконані отвори; магнітна система складена з закріплених на шатунах рухомих постійних магнітів і закріплених на стінках корпусу нерухомих постійних магнітів, однойменні полюси яких спрямовані назустріч закріпленим на шатунах рухомим постійним магнітам, причому шатуни в кожній з N пар камер корпуса розташовані під кутом α=360о/N градусів відносно один до одного, крім того шатуни і колінчатий вал забезпечені складеними з корпусів та співвісних циліндричних магнітів меншого та більшого діаметрів магнітними підшипниками, за допомогою яких шатуни приєднані до колінчатого вала і до рухомих постійних магнітів, а колінчатий вал закріплений в корпусі на магнітних підшипниках, умонтованих зовні корпуса на вихідних кінцях колінчатого вала, при цьому на бічних сторонах перегородки, на внутрішніх сторонах суцільних стінок і на рухомих постійних магнітах шатунів закріплені нерухомі постійні магніти, однойменні магнітні полюси яких спрямовані назустріч один одному, причому отвори в перегородці на її периферії біля стінок корпусу виконані наскрізними, а в отвір в місці проходження колінчатого вала умонтований сальник або магнітний підшипник.The permanent magnet motor includes a housing, a crank mechanism consisting of a crankshaft and connecting rods, a flywheel and a magnetic system, and the housing is made of N pairs of chambers separated by solid walls, separated inside by a partition on the periphery of which near the wall. and in the place of passage through it of a cranked shaft openings are made; the magnetic system consists of movable permanent magnets fixed on the connecting rods and fixed permanent magnets fixed on the walls of the housing, the poles of the same name are directed towards the movable permanent magnets fixed on the connecting rods, and the connecting rods in each of the N pairs in addition, the connecting rods and the crankshaft are equipped with magnetic bearings composed of housings and coaxial cylindrical magnets of smaller and larger diameters, by means of which the connecting rods are connected to the crankshaft and movable permanent magnets. outside the housing at the output ends of the crankshaft, while on the sides of the partition, on the inner sides of solid walls and on the movable permanent magnets of the connecting rods fixed permanent magnets, magnetic poles of the same name are directed towards each other, and holes in the partition otherwise the case is made through, and in an aperture in a place of passage of a cranked shaft the epiploon or the magnetic bearing is mounted.

Description

Технічне рішення належить до машинобудування і може бути використано в промисловості, сільському господарстві та в побуті.The technical solution belongs to mechanical engineering and can be used in industry, agriculture and everyday life.

Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, по технічній суті і ефекту, що досягається, є вибраний як прототип поршневий обертач на постійних магнітах з індуктивними котушками (Ідив., наприклад, патент КО Мо 2331962). Даний поршневий обертач на постійних магнітах з індуктивними котушками містить корпус, колінчатий вал, шатуни, постійні магніти, що розташовані всередині корпусу і на шатунах, які однойменними полюсами спрямовані назустріч один до другого, маховик. Для обертання колінчатого вала використається циклічна взаємодія магнітів, що розташовані всередині корпусу і на шатунах. Винахід забезпечує найбільш повне використання сили постійних магнітів, в результаті чого збільшується ККД та потужність обертача.The piston rotator on permanent magnets with inductive coils, selected as a prototype, is the closest to the claimed technical solution in terms of technical essence and the effect achieved (See, for example, KO Mo patent 2331962). This piston rotator on permanent magnets with inductive coils contains a housing, a crankshaft, connecting rods, permanent magnets located inside the housing and on connecting rods, which are directed towards each other with the poles of the same name, a flywheel. The cyclic interaction of magnets located inside the housing and on the connecting rods is used to rotate the crankshaft. The invention provides the most complete use of the force of permanent magnets, as a result of which the efficiency and power of the rotor increases.

Недоліками відомого поршневого обертача на постійних магнітах з індуктивними котушками є його недостатня ефективність, яка обумовлена малою стійкістю до зносу складових через тертя між ними, а також втратою потужності на подолання тертя у колінчатому валу та у підшипниках.The disadvantages of the well-known piston rotator on permanent magnets with inductive coils are its insufficient efficiency, which is due to the low resistance to wear of the components due to friction between them, as well as the loss of power to overcome friction in the crankshaft and in the bearings.

Суттєвими ознаками найближчого аналога, які збігаються з двигуном на постійних магнітах, що заявляється, є наявність: - корпусу, - кривошипно-шатунного механізма, - колінчатого вала, - шатунів, - маховик, - магнітної системи.The essential features of the closest analogue, which coincide with the claimed permanent magnet engine, are the presence of: - a body, - a crank-and-connecting mechanism, - a crankshaft, - connecting rods, - a flywheel, - a magnetic system.

Ознаками двигуна на постійних магнітах, що заявляється, які відрізняються від найближчого аналога, є наявність: - суцільних стінок в М парах камер, - КТ, К2 - пари камер, - перегородок всередині пар камер, - стінок корпусу,Signs of the claimed permanent magnet engine, which differ from the nearest analog, are the presence of: - solid walls in M pairs of chambers, - KT, K2 - pairs of chambers, - partitions inside pairs of chambers, - walls of the case,

Зо - отворів в місцях проходження колінчатого вала крізь перегородки всередині пар камер, - рухомих постійних магнітів магнітної системи, - закріплених на шатунах і на стінках корпусу нерухомих постійних магнітів, - спрямовання однойменних полюсів рухомих постійних магнітів і закріплених на шатунах і на стінках корпусу нерухомих постійних магнітів назустріч один до другого, - розташування шатунів в кожній з М пар камер корпусу під кутом а-3602/М градусів відносно один до одного, - забезпечення шатунів і колінчатого вала складеними з корпусів та співвісних циліндричних магнітів меншого та більшого діаметрів магнітними підшипниками, за допомогою яких шатуни приєднані до колінчатого вала і до рухомих постійних магнітів, - закріплення колінчатого вала в корпусі на магнітних підшипниках, - умонтування магнітних підшипників колінчатого вала зовні корпусу на вихідних кінцях колінчатого вала, - закріплення нерухомих постійних магнітів на бічних сторонах перегородки, на внутрішніх сторонах суцільних стінок і на рухомих постійних магнітах шатунів, - спрямування однойменних магнітних полюсів постійних магнітів назустріч один одному, - виконання отворів в перегородці на її периферії біля стінок корпусу наскрізними, - умонтування в отворі в місці проходження колінчатого вала сальника або магнітного підшипника.Z - holes in the places where the crankshaft passes through the partitions inside pairs of chambers, - movable permanent magnets of the magnetic system, - fixed on the connecting rods and on the walls of the housing of fixed permanent magnets, - the direction of the poles of the same name of the movable permanent magnets and fixed on the connecting rods and on the walls of the housing of fixed permanent magnets magnets facing each other, - arrangement of connecting rods in each of M pairs of housing chambers at an angle of a-3602/M degrees relative to each other, - provision of connecting rods and crankshaft with magnetic bearings composed of housings and coaxial cylindrical magnets of smaller and larger diameters, according to by means of which the connecting rods are connected to the crankshaft and to the movable permanent magnets, - fixing the crankshaft in the case on magnetic bearings, - mounting the magnetic bearings of the crankshaft outside the case at the output ends of the crankshaft, - fixing the stationary permanent magnets on the sides of the partition, on the inner sides bitches walls and on the moving permanent magnets of the connecting rods, - directing the magnetic poles of the same names of the permanent magnets towards each other, - making holes in the partition on its periphery near the walls of the case through, - mounting in the hole in the place of passage of the crankshaft of the oil seal or magnetic bearing.

В основу технічного рішення, що заявляється, поставлено задачу знизити тертя між складовими двигуна на постійних магнітах за рахунок використання магнітної взаємодії.The basis of the proposed technical solution is the task of reducing friction between the components of the permanent magnet engine due to the use of magnetic interaction.

Технічним результатом технічного рішення, що заявляється, є підвищення ефективності функціонування двигуна на постійних магнітах.The technical result of the proposed technical solution is an increase in the efficiency of the permanent magnet motor.

Зазначений технічний результат досягається тим, що згідно з технічним рішенням, що заявляється, - корпус виконаний з відокремлених за допомогою суцільних стінок одна від другої М пар камер, - М пар камер розділені всередині перегородкою, - на периферії перегородки біля стінок корпусу і в місці проходження крізь неї колінчатого вала виконані отвори,The specified technical result is achieved by the fact that according to the claimed technical solution - the case is made of M pairs of cameras separated from each other by solid walls, - M pairs of cameras are separated inside by a partition, - on the periphery of the partition near the walls of the case and in the passage holes are made through it in the crankshaft,

- магнітна система складена з закріплених на шатунах рухомих постійних магнітів і закріплених на стінках корпусу нерухомих постійних магнітів, - однойменні полюси постійних магнітів спрямовані назустріч закріпленим на шатунах рухомим постійним магнітам, - шатуни в кожній з М пар камер корпусу розташовані під кутом а-3602/М градусів відносно один до одного, - шатуни і колінчатий вал забезпечені складеними з корпусів та співвісних циліндричних магнітів меншого та більшого діаметрів магнітними підшипниками, - шатуни приєднані за допомогою магнітних підшипників до колінчатого вала і до рухомих постійних магнітів, - колінчатий вал закріплений в корпусі на магнітних підшипниках, умонтованих зовні корпусу на вихідних кінцях колінчатого вала, - на бічних сторонах перегородки, на внутрішніх сторонах суцільних стінок і на рухомих постійних магнітах шатунів закріплені нерухомі постійні магніти, - однойменні магнітні полюси постійних магнітів спрямовані назустріч один одному, - отвори в перегородці на периферії біля стінок корпусу виконані наскрізними, - в отвір в місці проходження колінчатого вала умонтований сальник або магнітний підшипник.- the magnetic system consists of movable permanent magnets attached to the connecting rods and stationary permanent magnets attached to the housing walls, - the poles of the permanent magnets of the same name are directed towards the movable permanent magnets attached to the connecting rods, - the connecting rods in each of the M pairs of housing chambers are located at an angle of a-3602/ M degrees relative to each other, - the connecting rods and the crankshaft are equipped with magnetic bearings composed of housings and coaxial cylindrical magnets of smaller and larger diameters, - the connecting rods are connected by means of magnetic bearings to the crankshaft and to movable permanent magnets, - the crankshaft is fixed in the housing on magnetic bearings mounted on the outside of the housing at the output ends of the crankshaft, - fixed permanent magnets are fixed on the sides of the partition, on the inner sides of the solid walls and on the moving permanent magnets of the connecting rods, - the magnetic poles of the permanent magnets of the same name are directed towards each other, - holes in the partition and on the periphery near the walls of the case are made through - in the hole where the crankshaft passes, an oil seal or a magnetic bearing is mounted.

Суть технічного рішення, що заявляється, полягає в наступному.The essence of the proposed technical solution is as follows.

При наявності суцільних стінок в М парах камер, при наявності М пар камер, при виготовленні перегородок всередині М пар камер, при наявності стінок корпусу, при виготовленні отворів в місцях проходження колінчатого вала крізь перегородки всередині М пар камер, при складанні магнітної системи з рухомих постійних магнітів та закріплених на шатунах і на стінках корпусу нерухомих постійних магнітів, при спрямуванні однойменних полюсів рухомих постійних магнітів і закріплених на шатунах і на стінках корпусу нерухомих постійних магнітів назустріч один до другого, при розташуванні шатунів в кожній з М пар камер корпусу під кутом а-3602/М градусів відносно один до одного, при забезпеченні шатунів і колінчатого вала складеними з корпусів та співвісних циліндричних магнітів меншого та більшого діаметрів магнітними підшипниками, при приєднанні шатунів за допомогою магнітних підшипників доIn the presence of solid walls in M pairs of chambers, in the presence of M pairs of chambers, in the manufacture of partitions inside M pairs of chambers, in the presence of case walls, in the manufacture of holes in places where the crankshaft passes through the partitions inside M pairs of chambers, in the assembly of a magnetic system from movable permanent magnets and stationary permanent magnets fixed on the connecting rods and on the housing walls, when directing the poles of the same names of the movable permanent magnets and stationary permanent magnets fixed on the connecting rods and on the housing walls towards each other, when the connecting rods are located in each of the M pairs of housing chambers at an angle a- 3602/M degrees relative to each other, when connecting the connecting rods and the crankshaft with magnetic bearings composed of housings and coaxial cylindrical magnets of smaller and larger diameters, when connecting the connecting rods with the help of magnetic bearings to

Зо колінчатого вала і до рухомих постійних магнітів, при закріпленні колінчатого вала в корпусі на магнітних підшипниках, при умонтуванні магнітних підшипників колінчатого вала зовні корпусу на вихідних кінцях колінчатого вала, при закріпленні нерухомих постійних магнітів на бічних сторонах перегородки, на внутрішніх сторонах суцільних стінок і на рухомих постійних магнітах шатунів, при спрямуванні однойменних магнітних полюсів постійних магнітів назустріч один одному, при виконанні отворів в перегородці на її периферії біля стінок корпусу наскрізними, при умонтуванні в отворі в місці проходження колінчатого вала сальника або магнітного підшипника відбувається зниження тертя між складовими за рахунок використання магнітної взаємодії та підвищення ККД пристрою, що й веде до досягнення технічного результату, тобто до підвищення ефективності функціонування двигуна на постійних магнітах.From the crankshaft to the moving permanent magnets, when the crankshaft is fixed in the case on magnetic bearings, when the magnetic bearings of the crankshaft are mounted outside the case at the output ends of the crankshaft, when fixed permanent magnets are fixed on the sides of the partition, on the inner sides of solid walls and on moving permanent magnets of the connecting rods, when the magnetic poles of the permanent magnets of the same name are directed towards each other, when the holes in the partition on its periphery near the walls of the housing are made through, when mounted in the hole in the place where the crankshaft of the oil seal or magnetic bearing passes, the friction between the components is reduced due to the use magnetic interaction and increasing the efficiency of the device, which leads to the achievement of a technical result, i.e. to increasing the efficiency of the permanent magnet motor.

Таким чином, сукупність суттєвих ознак заявленого технічного рішення дозволяє досягти технічного результату, зазначеного в технічному рішенні, що заявляється.Thus, the set of essential features of the declared technical solution allows to achieve the technical result specified in the declared technical solution.

Крім того, сутність технічного рішення, що заявляється, ілюструється також принциповою схемою приклада його конкретного здійснення, наведеною на кресленні.In addition, the essence of the claimed technical solution is also illustrated by the schematic diagram of an example of its specific implementation shown in the drawing.

До складу двигуна на постійних магнітах, що заявляється, входять наступні елементи та вузли: - по3. 1 - корпус, - поз. 2 - кривошипно-шатунний механізм, - поз. З - колінчатий вал, - по3. 4 - шатуни, - по3. 5 - маховик, - поз. 6 - магнітна система, - поз. 7 - суцільні стінки, - К1,К2 - пари камер, - поз. 8 - перегородка, - поз. 9 - стінки корпусу, - по3. 10, 11 - отвори в перегородці і в місці проходження крізь неї колінчатого вала 3, - по3. 12 - закріплені на шатунах рухомі постійні магніти, - поз. 13 - закріплені на стінках корпусу нерухомі постійні магніти,The proposed permanent magnet motor includes the following elements and components: - 3. 1 - body, - pos. 2 - crank and connecting rod mechanism, - pos. Z - crankshaft, - po3. 4 - connecting rods, - by 3. 5 - flywheel, - pos. 6 - magnetic system, - pos. 7 - solid walls, - K1, K2 - pairs of cameras, - pos. 8 - partition, - pos. 9 - case walls, - by 3. 10, 11 - holes in the partition and in the place where the crankshaft 3 passes through it, - 3 each. 12 - movable permanent magnets fixed on the connecting rods, - pos. 13 - stationary permanent magnets fixed on the walls of the case,

- поз. 14 - складені з корпусів та співвісних циліндричних магнітів меншого та більшого діаметрів магнітні підшипники, за допомогою яких шатуни приєднані до колінчатого вала і до рухомих постійних магнітів, - поз. 15 - магнітні підшипники колінчатого вала умонтовані зовні корпусу на вихідних кінцях колінчатого вала, - поз. 16 - нерухомі постійні магніти на бічних сторонах перегородки, на внутрішніх сторонах суцільних стінок і на периферії рухомих постійних магнітах шатунів, - поз. 17 - сальник або магнітний підшипник в місці проходження колінчатого вала.- pos. 14 - magnetic bearings composed of housings and coaxial cylindrical magnets of smaller and larger diameters, with the help of which connecting rods are connected to the crankshaft and to movable permanent magnets, - pos. 15 - magnetic bearings of the crankshaft are mounted outside the housing at the output ends of the crankshaft, - pos. 16 - fixed permanent magnets on the sides of the partition, on the inner sides of solid walls and on the periphery of the moving permanent magnets of the connecting rods, - pos. 17 - oil seal or magnetic bearing in the place where the crankshaft passes.

Приклад конкретного здійснення двигуна на постійних магнітах та його функціонування.An example of a specific implementation of a permanent magnet motor and its operation.

На протилежних стінках поз. 9 корпусу поз. 1 встановлюють постійні магніти поз. 13 магнітної системи поз. б, закріплюючи їх всередині камер КІ, К2, які утворені встановленою посередині перегородкою поз. 8 з отворами поз. 10, 11. На бічних стінках перегородки поз. 8, а також на внутрішніх сторонах суцільних стінок поз. 7 закріплюють нерухомі та рухомі постійні магніти поз. 16.On the opposite walls of pos. 9 building pos. 1 install permanent magnets pos. 13 of the magnetic system pos. b, fixing them inside the chambers КИ, К2, which are formed by the partition installed in the middle, pos. 8 with holes pos. 10, 11. On the side walls of the partition, pos. 8, as well as on the inner sides of solid walls pos. 7 fix fixed and movable permanent magnets pos. 16.

Потім на підшипниках поз. 15, складених з корпусів і співвісних циліндричних магнітів, монтують кривошипно-шатунний механізм поз. 2, для чого: до колінчатого вала поз. З приєднують шатуни поз. 4, використовуючи для цього підшипники поз. 14, а на інших кінцях шатунів поз. 4 за допомогою підшипників поз. 14 закріплюють постійні магніти поз. 12. Зібраний таким чином кривошипно-шатунний механізм поз. 2 розміщують всередині корпусу поз. 1, фіксуючі його в підшипниках поз. 15, умонтованих в суцільних стінках поз. 7, а також в магнітному підшипнику поз. 17 (або в сальнику поз. 17). До одного з вихідних кінців колінчатого вала поз. З приєднують маховик поз. 5.Then on bearings pos. 15, composed of housings and coaxial cylindrical magnets, mount the crank-connecting mechanism pos. 2, for which: to the crankshaft pos. Connecting rods pos. 4, using bearings pos. 14, and on the other ends of the connecting rods pos. 4 with the help of bearings pos. 14 fix permanent magnets pos. 12. The thus assembled crank and connecting rod mechanism pos. 2 are placed inside the housing pos. 1, fixing it in bearings pos. 15, mounted in solid walls, pos. 7, as well as in the magnetic bearing pos. 17 (or in the oil seal, item 17). To one of the output ends of the crankshaft pos. With the flywheel pos. 5.

Для запуску двигуна на постійних магнітах колінчатий вал поз. З повертається будь-яким способом (стартером або вручну), в результаті чого магнітні поля постійних магнітів будуть взаємодіяти з однойменними полями відповідних постійних магнітів поз. 12,13, розташованих в корпусі поз. 1 і на шатунах поз. 4. Шатуни поз. 4 сумісно з постійними магнітами поз. 12 будуть відштовхуватися від постійних магнітів поз. 13, що закріплені в корпусі поз. 1. Колінчатий вал поз. З почне повертатися аж поки не повернеться на кут 1809. В результаті магнітні поля других постійних магнітів поз. 13, розташованих на других кінцях шатунів поз. 4 і в корпусі 1, такожTo start the engine on permanent magnets, the crankshaft pos. Z is turned in any way (starter or manually), as a result of which the magnetic fields of the permanent magnets will interact with the fields of the same name of the corresponding permanent magnets of pos. 12,13, located in the housing pos. 1 and on connecting rods pos. 4. Connecting rods pos. 4 is compatible with permanent magnets pos. 12 will repel from permanent magnets pos. 13, fixed in the housing pos. 1. Crank shaft pos. Z will begin to turn until it returns to an angle of 1809. As a result, the magnetic fields of the second permanent magnets pos. 13, located on the other ends of the connecting rods, pos. 4 and in case 1, as well

Зо почнуть відштовхуватися однойменними полюсами і цикл повторюється.The poles of the same name will repel each other and the cycle repeats.

Таким чином відбувається безперервне обертання колінчатого вала поз. З кривошипно- шатунного механізма поз. 2, сумісно з колінчатим валом поз. З повертається й маховик поз. 5, який підтримує тривале обертання колінчатого вала по3з. 3, що й забезпечує підвищення ефективності функціонування двигуна на постійних магнітах, а наявність магнітних підшипників та отворів поз. 10 - також і ККД пристрою.In this way, there is a continuous rotation of the crankshaft pos. From the crank mechanism pos. 2, compatible with crankshaft pos. The flywheel pos. 5, which supports long-term rotation of the crankshaft by 3z. 3, which ensures an increase in the efficiency of the motor on permanent magnets, and the presence of magnetic bearings and holes pos. 10 - also the efficiency of the device.

Крім цього приклада конкретного здійснення двигуна на постійних магнітах й інші варіанти конструктивного виконання в межах об'єму заявленої формули.In addition to this example of a specific implementation of a motor on permanent magnets, there are other variants of the constructive implementation within the scope of the stated formula.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

A permanent magnet engine, which includes a housing, a crank-and-connecting mechanism consisting of a crankshaft and connecting rods, a flywheel and a magnetic system, which is characterized by the fact that the housing is made of M pairs of chambers separated from each other by solid walls, separated internally by a partition, on the periphery of which holes are made near the walls of the case and in the place where the crankshaft passes through it; the magnetic system consists of movable permanent magnets attached to the connecting rods and stationary permanent magnets attached to the housing walls, the poles of which are directed towards the movable permanent magnets attached to the connecting rods, and the connecting rods in each of the M pairs of housing chambers are located at an angle of α-Z360s/M degrees relative to to each other, in addition, the connecting rods and the crankshaft are equipped with magnetic bearings composed of housings and coaxial cylindrical magnets of smaller and larger diameters, with the help of which the connecting rods are connected to the crankshaft and to movable permanent magnets, and the crankshaft is fixed in the housing on magnetic bearings mounted on the outside of the housing at the output ends of the crankshaft, while on the sides of the partition, on the inner sides of the solid walls and on the moving permanent magnets of the connecting rods, stationary permanent magnets are fixed, the magnetic poles of which are directed towards each other, and the holes in the partition on its periphery near c the casing is made through, and an oil seal or a magnetic bearing is mounted in the hole where the crankshaft passes.