преобразователь энергии

Формула изобретения

Преобразователь энергии, содержащий установленный на полосе проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей, связанных с размещенным в углублении под полотном дороги механизмом преобразования силы тяжести проезжающего автотранспорта в выходной сигнал, отличающийся тем, что наклонная поверхность, служащая для въезда автотранспорта на выступ, выполнена в виде совокупности установленных рядом вплотную друг к другу упругих камер в форме клина с шириной, примерно равной средней ширине автомобильного колеса, заполненных ферромагнитной жидкостью и имеющих в нижней, контактирующей с полотном дороги поверхности по сквозному отверстию вблизи вершины клина и вблизи его основания, наклонная поверхность, служащая для съезда автотранспорта с выступа, выполнена сплошной и упругой, а механизм преобразования представляет собой магнитную цепь в виде постоянного магнита с кольцевым магнитопроводом, надетыми на него катушками и рабочим зазором, в котором размещены центральные части трубок, концы каждой из которых соединены с отверстиями одной из камер.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии движения транспортного средства в электрическую энергию и, в частности, при наезде автотранспорта на "лежащего полицейского" - выступ на дорожном полотне для снижения скорости движения.

Известно устройство для преобразования кинетической энергии движения транспортного средства в электрическую энергию, содержащее стационарно установленный на пути движения транспортного средства и взаимодействующий с ним шкив, кинематически связанный с генератором, снабженным маховиком (см. журнал " Наука и жизнь", 1979, №9, с.112 [1]).

Недостатками известного устройства являются низкая эффективность преобразования, а также ограниченные функциональные возможности, так как устройство используется только в режимах и на участках торможения транспортного средства, причем, в зонах контактирования со шкивом.

Известно также устройство для преобразования кинетической энергии транспортного средства в электрическую энергию, содержащее стационарно установленный на пути движения транспортного средства и взаимодействующий с ним шкив, кинематически связанный с генератором, соединенным с маховиком, а также установленную вдоль кузова транспортного средства подпружиненную ленту для взаимодействия со шкивом (см. а.с. СССР №1013635, кл. F 03 G 7/08, В 61 Н 9/06, 1980 [2]).

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и значительная сложность практического осуществления и эксплуатации. Это объясняется возможностью использования устройства только в режимах и на участках торможения транспортного средства, необходимостью установления на транспортных средствах специальных подпружиненных лент, а также обеспечения условий взаимодействия этих лент со шкивом в процессе движения транспортного средства.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является преобразователь энергии, содержащий установленный на полосе проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги, состоящий из двух наклоненных в противоположные стороны поверхностей, кинематически связанных с размещенным в углублении под полотном дороги механизмом преобразования силы тяжести проезжающего автотранспорта в выходной сигнал (см. а.с. СССР №2160849, кл. F 03 G 3/00, 1999 [3]), принятый за прототип.

Недостатками данного устройства - прототипа являются значительная сложность и громоздкость конструкции, низкая надежность вследствие значительного числа механизмов и узлов, соединенных упругими и кинематическими связями, а также сравнительно ограниченные функциональные возможности вследствие получения на выходе механизма преобразования не непосредственно электрического сигнала, а вращение вала потребителя энергии, работоспособности устройства только на дорогах с редким движением вследствие необходимости времени для возвращения устройства после прохождения автотранспорта в исходное состояние.

Сущность изобретения заключается в создании преобразователя энергии движения автотранспорта непосредственно в электрическую энергию при наездах автотранспорта на "лежащего полицейского" - выступ на дорожном полотне, использующего силу тяжести проезжающего автотранспорта и его кинетическую энергию для формирования гидравлического потока ферромагнитной жидкости переменной интенсивности, циркулирующего по замкнутым кольцевым камерам, включаемым в магнитную цепь и обуславливающим индуктирование ЭДС в приемниках сигнала.

Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение его надежности и расширение функциональных возможностей.

Указанный технический результат ври осуществлении изобретения достигается тем, что в известном преобразователе энергии, содержащем установленный на полосе проезжей части дороги перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей, связанных с размещенным в углублении под полотном дороги механизмом преобразования силы тяжести проезжающего автотранспорта в выходной сигнал, особенность заключается в том, что наклонная поверхность, служащая для въезда автотранспорта на выступ, выполнена в виде совокупности установленных рядом вплотную друг к другу упругих камер в форме клина с шириной, примерно равной средней ширине автомобильного колеса, заполненных ферромагнитной жидкостью и имеющих в нижней, контактирующей с полотном дороги поверхности по сквозному отверстию вблизи вершины клина и вблизи его основания, наклонная поверхность, служащая для съезда автотранспорта с выступа, выполнена сплошной и упругой, а механизм преобразования представляет собой магнитную цепь в виде постоянного магнита с кольцевым магнитопроводом, надетыми на него катушками и рабочим зазором, в котором размещены центральные части трубок, концы каждой из которых соединены с отверстиями одной из камер.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, вид сбоку с разрезом; на фиг.2 - вид А на фиг.1 (вид на проезжую часть дороги).

Преобразователь энергии содержит установленный по всей ширине проезжей части дороги 1 (прямая полоса 2 и встречная 3) перпендикулярно ее продольной оси выступ над полотном дороги 1, состоящий из двух наклонных в противоположные стороны поверхностей, связанных с размещенным в углублении 4 под полотном дороги 1 механизмом преобразования силы тяжести проезжающего автотранспорта 5 в выходной сигнал, при этом на каждой из полос 2, 3 дороги 1 наклонная поверхность 6, служащая для въезда автотранспорта 5 на выступ, выполнена в виде совокупности установленных рядом вплотную друг к другу упругих камер 7 в форме клина с шириной, примерно равной средней ширине автомобильного колеса, заполненных ферромагнитной жидкостью 8 и имеющих в нижней, контактирующей с полотном дороги 1 поверхности по сквозному отверстию 9, 10 соответственно вблизи вершины клина 7 и вблизи его основания, наклонная поверхность 11, служащая для съезда автотранспорта 5 с выступа, выполнена сплошной упругой, а механизм преобразования представляет собой магнитную цепь в виде постоянного магнита 12 с кольцевым магнитопроводом 13, надетыми на него катушками 14 и рабочим зазором 15, в котором размещены центральные части трубок 16, концы каждой из которых соединены с отверстиями 9, 10 одной из камер 7 с помощью переходных втулок 17. Для установки камер 7 на полотне дороги 1 над углублением 4 предусмотрена специальная плита 18, укрепленная в основании 19 дорожного полотна и снабженная специальными отверстиями для прохождения трубок 16 с втулками 17.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При наезде автомобиля 5 на упругую поверхность 6 какой-либо камеры 7 со стороны вершины клина последняя начинает постепенно деформироваться по всей своей ширине (ширина камеры 7 примерно равна ширине колеса), при этом ферромагнитная жидкость 8 начинает плавно выдавливаться к основанию камеры (клина) 7, давление в основании клина 7 резко повышается, и жидкость 8 начинает под давлением поступать через отверстие 10 в основании камеры 7 в соответствующую трубку 16. Заметим, что примерно так происходит процесс выдавливания зубной пасты из тюбика при сдавливании нижнего конца тюбика и плавном смещении сдавливающей силы к вершине тюбика. Под давлением ферромагнитная жидкость 8 проходит через центральную часть соответствующей трубки 16, помещенную в воздушный зазор 15 магнитопровода 13. При этом происходит изменение магнитного сопротивления магнитной цепи, и в катушках 14 наводится ЭДС индукции. Жидкость 8, проходя дальше по той же трубке 16 под давлением, опять через отверстие 9 поступает в тот же клин (камеру) 7, но уже вблизи его вершины - колесо автомобиля 5 в этот момент уже сдавливает данную камеру 7 ближе к ее основанию, поэтому в вершине клина 7, на которой жидкость 8 до этого ушла, образуется зона пониженного давления. В результате этого периодически за счет наезда проезжающих автомобилей, причем, передними и задними колесами, на каждый из резервуаров 7, происходит процесс постоянной циркуляции ферромагнитной жидкости 8 по замкнутому циклу: отверстие 9 - резервуар 7 - отверстие 10 - трубка 16 в магнитопроводе 13 - опять отверстие 9 и т.д. Так как через рабочий зазор 15 магнитопровода 13 проходит система трубок 16 от всех камер 7, установленных на прямой 2 и встречной 3 полосах дороги 1, поток ферромагнитной жидкости 8 через зазор 15 все время меняется, магнитное сопротивление магнитной цепи также постоянно изменяется, и в катушках 14 все время при наличии проезжающего автотранспорта наводится ЭДС индукции, являющаяся выходным сигналом преобразователя энергии. Естественно, при наличии значительного числа камер 7 используется и несколько магнитных систем, устанавливаемых в углублении 4 под дорожным полотном. При проезде через камеры 7 автомобиль 5 съезжает с выступа по упругой сплошной наклонной поверхности 11, выполненной из сплошного слоя резины. Данная поверхность необходима для плавного съезда автомобиля 5 с основания клина камеры 7, а главное - для предотвращения удара наезжающего автомобиля о камеру 7 в ее высокой части в зоне основания клина в случае возможного несанкционированного переезда автомобиля с прямой полосы дороги на встречную и наоборот в случае, например, нарушения правил, сбоев в управлении, аварий и т.п.

Очевидно, что предлагаемое устройство просто в конструкции, надежно, обладает широкими функциональными возможностями и может служить для эффективного преобразования энергии силы тяжести и кинетической энергии движущегося автотранспорта в электрическую энергию практически при любой интенсивности движения автотранспорта. Устройство не требует времени на восстановление, и, наоборот, эффективность преобразования повышается при увеличении интенсивности движения автотранспорта. Устройство предельно универсально и, в частности, при незначительном изменении получаемый здесь исток движущейся под давлением жидкости можно использовать не для получения электрической энергии, а, например, в гидравлических системах обогрева, охлаждения, перекачки жидкостей и т.п.