Устройство для аккумулирования энергии

03 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ(73) Патентообладатель Агаев Назим Низаметдинович(57) 1. Устройство для аккумулирования энергии, содержащее корпус, разделитель сред, выполненный в виде камеры переменного объема, расположенной в корпусе и сообщенной с атмосферой, отличающееся тем, что камера выполнена в виде многогранника, состоящего из двух четырехугольных или треугольных пирамид,имеющих общее основание, вершина одной из которых жестко соединена с корпусом, а второй - со штоком,пропущенным через отверстие, выполненное в вершине первой пирамиды и сообщающее полость многогранника с атмосферой. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что все грани четырехугольной пирамиды установлены с возможностью поворота относительно соответствующих вершин, при этом смежные грани двух противоположных пар обеих пирамид связаны между собой шарнирно по ребру основания, а смежные грани двух других пар обеих пирамид установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно основания пирамид и снабжены расположенными на них накладками, шарнирно связанными между собой по ребру основания. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что все грани треугольной пирамиды установлены с возможностью поворота относительно соответствующих вершин, при этом смежные грани двух пар обеих пирамид связаны между собой шарнирно по соответствующим ребрам основания и общим боковым ребрам, а смежные грани третьей пары обеих пирамид установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно основания и снабжены расположенными на них накладками, шарнирно связанными между собой по ребру основания. 4. Устройство по пп.2, 3, отличающееся тем, что грани пирамид, установленные с возможностью возвратнопоступательного перемещения имеют у основания пирамид дугообразный профиль. 5. Устройство по пп.2, 3, 4, отличающееся тем, что каждая пара связанных между собой по основанию пирамид смежных граней снабжена выступами, выполненными вдоль боковых ребер, с каждым из которых взаимодействует ребро прилегающей к нему грани, имеющее дугообразный профиль. 1828 1 Изобретение относится к средствам для аккумулирования энергии сжимаемой рабочей средой и может найти применение для создания статического нагружения, поступательного перемещения и т.п. Наиболее распространенными аккумуляторами являются поршневые и диафрагменные. Недостатком первых является наличие сил трения поршня в цилиндре до 3 кг/см 2, а также возникновение колебаний поршня в результате того, что сила трения покоя поршня, уплотненного резиновыми кольцами, может превышать (в 4 раза и более) силу трения при движении. Вследствие значительного веса поршня и больших его ускорений, сила инерции поршня может достигать таких величин, которые могут вызвать значительные колебания давления в аккумуляторе. Эти недостатки устранены в аккумуляторах с мембранами (диафрагмами). В них давление газа передается непосредственно на поверхность жидкости, поэтому она будет находиться под тем же давлением, что и газ. Недостаток этих аккумуляторов - в их небольшом объеме. Это объясняется тем, что мембрана, действующая аналогично поршню, при изменении давления жидкости изменяет свою конфигурацию от вогнутой внутрь камеры до конечной плоской, а это довольно малый ход и, следовательно,объем аккумулятора весьма ограничен. Известен пневмогидравлический аккумулятор 1, который содержит корпус, разделитель сред, выполненный в виде камеры переменного объема, расположенной в корпусе и сообщенной с атмосферой. Недостатком данного аккумулятора является ограниченная его емкость и необходимость поддержания постоянного повышенного давления в нем в неработающем состоянии, что создает условия, при которых возможна самопроизвольная разрядка аккумулятора. Для запуска аккумулятора в работу необходимо создать противодавление, соответствующее тому, что создано при зарядке. Задачей настоящего изобретения является создание устройства для аккумулирования энергии, обладающего большой емкостью при сравнительно небольших габаритах, и создание условий, при которых давление в заряженном аккумуляторе будет не выше атмосферного, что позволяет для пуска его в работу приложить лишь небольшое усилие к штоку устройства. Поставленная задача решена в устройстве, содержащем корпус, разделитель сред, выполненный в виде камеры переменного объема, расположенной в корпусе и сообщенной с атмосферой, в котором, согласно изобретению, камера выполнена в виде многогранника, состоящего из двух четырехугольных или треугольных пирамид, имеющих общее основание, вершина одной из которых жестко соединена с корпусом, а второй - со штоком, пропущенным через отверстие, выполненное в вершине первой пирамиды и сообщающее полость многогранника с атмосферой. Все грани четырехугольной пирамиды установлены с возможностью поворота относительно соответствующих вершин, при этом смежные грани двух противоположных пар обеих пирамид связаны между собой шарнирно по ребру основания, а смежные грани двух других пар обеих пирамид установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно основания пирамид и снабжены расположенными на них накладками, шарнирно связанными между собой по ребру основания. Все грани треугольной пирамиды установлены с возможностью поворота относительно соответствующих вершин, при этом снежные грани двух пар обеих пирамид связаны между собой шарнирно по соответствующим ребрам основания и общим боковым ребрам, а смежные грани третьей пары обеих пирамид установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно основания и снабжены расположенными на них накладками, шарнирно связанными между собой по ребру основания. Грани как четырехугольных, так и треугольных пирамид, установленные с возможностью возвратнопоступательного перемещения, имеют у основания пирамид дугообразный профиль. При этом каждая пара связанных между собой по основанию пирамид смежных граней, снабжена выступами, выполненными вдоль боковых ребер, с каждым на которых взаимодействует ребро прилегающей к нему грани, имеющее дугообразный профиль. Такое выполнение устройства для аккумулирования энергии позволяет получать ее при переходе системы из неустойчивого равновесия в устойчивое, обусловленное изменением объема разделителя сред, выполненного в виде камеры переменного объема и сжимающего рабочую среду в корпусе под действием внешнего усилия. Иными словами, под действием внешнего усилия, приложенного к штоку, связанному с камерой, происходит ее движение, сопровождающееся изменением ее объема и, как следствие, изменяется давление внутри корпу, которое, воздействуя на грани камеры, заставляет ее перемещаться в противоположную от приложенного усилия сторону и отдавать накопленную энергию. На фиг.1 изображена схема устройства с разделителем сред в виде четырехгранной пирамиды, в разрезе. На фиг.2 - разрез А-А фиг.1. На фиг.3 - разделитель сред в виде четырехгранной пирамиды. На фиг.4 - схема устройства с разделителем сред в виде трехгранной пирамиды, в разрезе. Устройство для аккумулирования энергии (фиг.1-3) содержит герметичный корпус 1, заполненный рабочей сжимаемой средой 2, в которую помещен разделитель сред, выполненный в виде камеры 3 переменного объе 2 1828 1 ма, представляющую собой многогранник, состоящий из двух четырехугольных пирамид, имеющих общее основание. Вершина 4 верхней пирамиды соединена со штоком 5, проходящим через отверстие, выполненное в вершине 6 нижней пирамиды и сообщающее полость камеры 3 с атмосферой, причем вершина 6 жестко соединена с корпусом 1. Грани 7, 7, 8 обеих пирамид камеры 3 установлены с возможностью поворота относительно соответствующих вершин 4 и 6 пирамид. Кроме того, противоположные грани 7 и 7 обеих пирамид камеры 3 попарно шарнирно связаны между собой по ребру основания. Грани 8 обеих пирамид установлены с возможностью возвратнопоступательного перемещения относительно основания пирамид и имеют у основания пирамид дугообразные профили, взаимодействующие с выступами 9, образованными на гранях 7 и 7 вдоль их боковых ребер. Грани 8 снабжены расположенными на них накладками 10 и 10, шарнирно связанными между собой по ребру основания. Устройство для аккумулирования энергии (фиг.4) отличается от устройства, изображенного на фиг.1-3,тем, что разделитель сред, выполненный в виде камеры 3 переменного объема, представляет собой многогранник, состоящий из двух треугольных пирамид, имеющих общее основание. Две пары смежных граней 7 и 7 пирамид камеры 3 шарнирно связаны между собой по ребру основания пирамид и по общим боковым ребрам. Устройство для аккумулирования энергии работает следующим образом. Первоначально камера 3 находится в корпусе 1 в верхнем положении, занимает минимальный объем, при этом уголмежду плоскостью основания пирамид, образующих камеру 3, и гранями 7 и 7 равен нач. и давление рабочей среды в корпусе 1 равно атмосферному Р 0. Для зарядки устройства к выходному штоку 5 прикладывается усилие . Под действием приложенного усилия камера 3 начинает складываться и уголуменьшается. Объем камеры 3 увеличивается, соответственно уменьшается объем, занимаемый рабочей средой 2 в корпусе 1, и, следовательно, в нем возрастает давление. При 45 объем камеры 3 максимальный и давление в корпусе 1 наибольшее. Это давление, воздействуя на все грани камеры 3, противодействует усилию , приложенному к штоку 5. Уголувеличивается, что обусловливает падение давления в корпусе 1, и, при определенной конечной величине угла кон., объем камеры 3 станет равным начальному и 0. Процесс зарядки закончится и аккумулятор будет хранить энергию. Для использования запасенной энергии, необходимо воздействовать на шток 5 силой, несколько превышающей силу трения в конструкции, в сторона увеличения угла . Объем камеры 3 увеличится, давление в корпусе 1 возрастет и процесс разрядки, зеркально повторив зарядку, закончится при нач , 0. Таким образом, конструкция устройства для аккумулирования энергии компактна, позволяет получать высокий КПД и надежна в работе. Заказ 7016 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.