Βελτιωμένος ηλεκτροστατικός στρόβιλος κατασκευασμένος από ανακυκλώσιμα: 16 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Πρόκειται για έναν ηλεκτροστατικό στρόβιλο (EST) εντελώς χαραγμένος που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα υψηλής τάσης (HVDC) σε περιστροφική κίνηση υψηλής ταχύτητας. Το έργο μου ήταν εμπνευσμένο από το Jefimenko Corona Motor, το οποίο τροφοδοτείται από ηλεκτρική ενέργεια από την ατμόσφαιρα:

Ο στρόβιλος κατασκευάστηκε από τα ακόλουθα αντικείμενα: πλαστικούς σωλήνες και καλαμάκια, νάιλον αποστάτες, χαρτόνι, λαμαρίνες σύνδεσης και τοποθέτησης, καθώς και πηγή ενέργειας HVDC που χρησιμοποιείται στη θέση του ηλεκτρικού πεδίου της γης. Ο στρόβιλος διαθέτει ένα διαφανές πλαστικό περίβλημα που μειώνει τον κίνδυνο τυχαίας επαφής με HV, ενώ επιτρέπει την εσωτερική άποψη του στροβίλου για επίδειξη τάξεων και επιστημονικών εκθέσεων. Κατά τη λειτουργία του στροβίλου σε σκοτεινό δωμάτιο, η εκκένωση κορώνας παράγει μια φαντασμαγορική, μπλε-ιώδη λάμψη που φωτίζει το εσωτερικό του περιβλήματος. Μια παράλληλη σύγκριση μιας παλαιότερης έκδοσης του EST δείχνει το μικρότερο, πιο εξορθολογισμένο προφίλ. Χρησιμοποίησα απλά εργαλεία χειρός και ένα ηλεκτρικό τρυπάνι για κατασκευή. Προσοχή: Αυτό το έργο μπορεί να παράγει αέριο όζον και πρέπει να λειτουργεί σε περιοχές με επαρκή εξαερισμό. Συνιστάται γάντια εργασίας όταν εργάζεστε με λαμαρίνα λόγω αιχμηρών άκρων. Τέλος, το HVDC δεν είναι πάντα φιλικό προς το χρήστη, οπότε ενεργήστε ανάλογα!

Βήμα 1: Πώς λειτουργεί το EST-3;

Το EST διαθέτει 6 ηλεκτρόδια από φύλλο αλουμινίου με αιχμηρά άκρα που περιβάλλουν έναν πλαστικό ρότορα. Υπάρχουν 3 ενσύρματα, θερμά ηλεκτρόδια που εναποθέτουν φορτισμένα σωματίδια στην επιφάνεια του ρότορα. Τα θερμά ηλεκτρόδια εναλλάσσονται σε πολικότητα με 3 γειωμένους ρότορες (σε αυτή την περίπτωση: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). Τα θερμά ηλεκτρόδια ψεκάζουν τον ρότορα με παρόμοια φορτία, τα οποία τα ηλεκτρόδια απωθούν στη συνέχεια, προκαλώντας την περιστροφή του ρότορα. Μέσω της διαδικασίας επαγωγής, κάθε θερμό ηλεκτρόδιο προσελκύει το τμήμα του ρότορα που εξουδετερώθηκε ηλεκτρικά από το προηγούμενο ηλεκτρόδιο γείωσης. Ο ρότορας έχει μια πλάκα από λαμαρίνα για τη βελτιστοποίηση της κλίσης του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ της προεξοχής κάθε ηλεκτροδίου και της επιφάνειας του ρότορα. Η δράση θερμών ηλεκτροδίων που ψεκάζουν ιόντα στον ρότορα σε συνδυασμό με ηλεκτρόδια γείωσης σε λεπτομέρειες καθαρισμού επέτρεψαν στον ανεφοδιασμένο στρόβιλο να φτάσει τις 3.500 RPM χρησιμοποιώντας ιονιστή βιομηχανικής ποιότητας. Το σκίτσο δείχνει ένα πρωτότυπο EST με 8 ηλεκτρόδια, το οποίο ήταν μια άθλια αστοχία λόγω εσωτερικού τόξου μεταξύ ηλεκτροδίων τοποθετημένων πολύ κοντά μεταξύ τους.

Μάθημα για απογείωση: Βεβαιωθείτε ότι τα ηλεκτρόδια είναι σωστά μονωμένα και/ή σε απόσταση μεταξύ τους πριν χρησιμοποιήσετε μια πηγή ισχύος υψηλής εξόδου. Διαφορετικά, η τουρμπίνα σας θα μπορούσε να μειωθεί σε καυτό κάπνισμα!

Βήμα 2: Εντοπίστε πλαστικούς σωλήνες για στέγαση και στροφέα

Βρήκα αυτούς τους ακρυλικούς σωλήνες στον κάδο απορριμμάτων ενός τοπικού καταστήματος πλαστικών. Τα χρησιμοποίησα για να φτιάξω το περίβλημα του στροβίλου και τον ρότορα. Οι ακριβείς διαστάσεις δεν έχουν σημασία. Ο ένας σωλήνας πρέπει να χωράει μέσα στον άλλον με αρκετή απόσταση cms γύρω γύρω. Άκαμπτα πλαστικά μπουκάλια, όπως δοχεία βιταμινών, με κομμένα τα πάνω και τα κάτω μέρη θα λειτουργούσαν επίσης.

Βήμα 3: Κόψτε ηλεκτρόδια από ένα τηγάνι Τουρκίας

Έξι ηλεκτρόδια κόπηκαν από ένα πεταμένο αλουμινένιο ταψί γαλοπούλας που έμεινε από ένα δείπνο. (Συμβουλή κατασκευής: Χρησιμοποιήστε ένα τηγάνι για το μαγείρεμα ενός μεγάλου πουλιού, το μέταλλο είναι βαρύτερο και λιγότερο πιθανό να λυγίσει.) Έκοψα το μήκος κάθε ηλεκτροδίου περίπου ίσο με το μήκος του ρότορα, ενώ προσπαθούσα να μην συνθλίψω τις κυλιόμενες άκρες.

Βήμα 4: Εισαγάγετε ράβδους στήριξης ηλεκτροδίων

Έβαλα ένα τμήμα ράβδου 8-32, με σπείρωμα μέσα από την οπή κάθε ηλεκτροδίου (η προσαρμογή ήταν spot !!). Τα τμήματα ήταν 3,0 εκατοστά μακρύτερα από το περίβλημα του στροβίλου.

Βήμα 5: Ισιώστε τις κορυφαίες άκρες των ηλεκτροδίων

Αφαίρεσα αυλακώσεις και χτυπήματα στο φύλλο με έναν πλάστη.

Βήμα 6: Κόψτε και στρογγυλοποιήστε τις άκρες των ηλεκτροδίων

Τα ακραία άκρα κάθε ηλεκτροδίου κόπηκαν στα 1,0 cm χρησιμοποιώντας ένα κόπτη χαρτιού. Οι γωνίες στρογγυλοποιήθηκαν με ένα αρχείο χόμπι για να μειωθεί η διαρροή κορώνας.

Βήμα 7: Κόψτε τις πλάκες συγκράτησης και τα καπάκια για το περίβλημα και το στροφέα

Έκοψα ένα σετ από 6 δίσκους από χαρτόνι για να φτιάξω καπάκια. ένα άλλο σετ δίσκων για τα άκρα του ρότορα. και τέλος, έκοψα ένα τρίτο σετ δίσκων για να φτιάξω πλάκες συγκράτησης για τα ρουλεμάν.

Βήμα 8: Ελέγξτε τα τερματικά καλύμματα, το στροφείο και το περίβλημα

Γλίστρησα τα πτερύγια του ρότορα και του περιβλήματος σε διάμετρο 1/4 ίντσας, σκληρό ξύλο που χρησίμευσε ως άξονας του στροβίλου. Αργότερα στην κατασκευή, ο πείρος αναβαθμίστηκε σε ακρυλική ράβδο για βελτιωμένη εμφάνιση. Επιβεβαίωσα την τοποθέτηση του τελικού καλύμματος και έλεγξα ότι ο ρότορας ήταν συγκεντρωτικά τοποθετημένος στο περίβλημα. (Συμβουλή κατασκευής: Τυλίξτε χαρτοταινία αλειμμένη με κόλλα ξύλου γύρω από τους δίσκους μέχρι να χωρέσουν σφιχτά στους σωλήνες.)

Βήμα 9: Ξανατρυπήστε τα καλύμματα των στεγανοτήτων για ρουλεμάν

Χρησιμοποίησα κόλλα ξύλου για να συναρμολογήσω το κάλυμμα του περιβλήματος και τα άκρα του ρότορα. Στη συνέχεια, οι οπές ανοίχθηκαν 60 βαθμούς μεταξύ τους κατά μήκος της εξωτερικής περιφέρειας των ακραίων καπακιών του περιβλήματος, ώστε να μπορούν να δεχτούν ράβδους στήριξης με σπείρωμα. Ένας δεύτερος δακτύλιος οπών με απόσταση μεταξύ τους 120 βαθμών διανοίχθηκε στη μέση μεταξύ του εξωτερικού δακτυλίου και του κέντρου. Ένα αντίστοιχο σετ οπών τρυπήθηκε μέσω των πλακών συγκράτησης. Αρχικά, τρύπωσα τα κέντρα των άκρων του περιβλήματος για να δεχτώ μεταλλικά ρουλεμάν. Ωστόσο, έβγαλαν σπίθες από τις άκρες των ηλεκτροδίων καθώς ο στρόβιλος πλησίαζε σε πλήρη ισχύ. Βρήκα μια εργασία που περιλάμβανε 1/4 ίντσας ID, μη αγώγιμα νάιλον αποστάτες ως ρουλεμάν. Τα στερέωσα με τρεις βίδες από νάιλον 8-32 που εισήχθησαν μέσω της πλάκας συγκράτησης. Υπήρχε κάποια αντίσταση κύλισης όταν έστρεψα το ρότορα με το χέρι, αλλά ο στρόβιλος πιθανότατα δεν θα καεί και δεν θα μετατραπεί σε SHM (καπνός καυτός).:> D

Βήμα 10: Τρυπήστε τρύπες τοποθέτησης σε κατοικίες

Διάτρησα δύο οπές στερέωσης 1/4 ιντσών σε κάθε άκρο του σωλήνα περιβλήματος. Οι τρύπες δέχθηκαν νάιλον μπουλόνια 1/4 ιντσών με ροδέλες κλειδαριάς και εξαγωνικά παξιμάδια.

Βήμα 11: Επισύναψη υλικού σύνδεσης & υποστήριξης σε ηλεκτρόδια

Δύο συνδετήρες δακτυλίου γλιστρούν πάνω από κάθε ράβδο γείωσης όπως φαίνεται. Χρησιμοποίησα λαστιχένιες γρίλιες (3/16 ID) ως stand-off. Αυτή η διαδικασία επαναλήφθηκε για το ηλεκτρισμένο άκρο του στροβίλου. Όλα ασφαλίστηκαν προσωρινά με παξιμάδια από νάιλον βελανίδι για να ελέγξουν την καλή εφαρμογή τους. (Ο ρότορας δεν εγκαταστάθηκε σε αυτό σημείο.)

Βήμα 12: Προετοιμασία συναρμολόγησης στροφείου

Αρχικά, κάλυψα τον σωλήνα του ρότορα με ένα μεταλλικό φύλλο κομμένο από ένα δοχείο μπύρας και έπειτα έστριψα με πλαστική ταινία γύρω από το σωλήνα. Αργότερα, όταν τροφοδοτούσε τον στρόβιλο, δεν άργησε το εσωτερικό τόξο από τα ηλεκτρόδια να τρυπήσει την ταινία και να καταστρέψει τον ρότορα -!@#$, Μια άλλη φρυγανισμένη τουρμπίνα! (Τρία τόξα διάτρησης εμφανίζονται ως αστραπή στην εικόνα χαμηλού φωτισμού). Μια καλύτερη ιδέα ήταν να αφαιρέσετε την αρχική ταινία και να καλύψετε τη λαμαρίνα με ένα παχύτερο μονωτικό υλικό που διαθέτει μεγαλύτερη διηλεκτρική αντοχή. Χρησιμοποίησα ένα φύλλο πλαστικού βαρέως τύπου κομμένο από ένα πακέτο λιχουδιές σκύλων το οποίο στερέωσα με ταινία.

Βήμα 13: Εγκατάσταση συναρμολόγησης στροφείου

Αφαίρεσα το υλικό του άκρου γείωσης από τον στρόβιλο και έβαλα τον ολοκληρωμένο ρότορα μέχρι ο άξονας να μπλέξει πλήρως τα ρουλεμάν. Οι συνδετήρες δακτυλίου προστέθηκαν στις θέσεις 5:00 και 7:00 για είσοδο ισχύος.

Βήμα 14: Επισκευή και μόνωση ηλεκτροδίων

Η τουρμπίνα ήταν απίθανο να λειτουργήσει σωστά b/c αρκετές άκρες λυγίστηκαν κατά την εισαγωγή του συγκροτήματος του ρότορα. Η δουλειά μου ήταν να αποσυναρμολογήσω τον στρόβιλο και έπειτα να στερεώσω ένα ραβδί ανάδευσης καφέ σε κάθε ηλεκτρόδιο ως δέσμη στήριξης. Τα μπαστούνια προετοιμάστηκαν χρησιμοποιώντας med/λεπτό χαρτί άμμου και στη συνέχεια χρωματίστηκαν με ένα ασημένιο στυλό. Χρησιμοποίησα 12 χρωματικά κωδικοποιημένα τμήματα άχυρου (0,5 cm ID x 3,5 cm) για να μονώσω τις ράβδους στήριξης. Κάθε τμήμα γλίστρησε πάνω από μια ράβδο στήριξης, περνώντας μέσα από τις τρύπες και τις τρύπες.

Βήμα 15: Επανασυναρμολόγηση τουρμπίνας και προσαρμογή κενών

Αφού έβαλα ξανά τον στρόβιλο (και πάλι!) Και έβαλα σε σειρά τα ηλεκτρόδια θερμού και γείωσης, στερέωσα καλώδια εισόδου στους συνδετήριους στύλους. Οι αποστάσεις των κενών προσαρμόστηκαν με ροπή των παξιμαδιών βελανιδιού στο τέλος κάθε ράβδου έως ότου τα άκρα των ακρών να βρίσκονται εντός 1 mm από την επιφάνεια του ρότορα. Έκοψα ένα μανίκι από ένα καλαμάκι ID "Big Gulp" 1/4 ιντσών και το πέρασα πάνω από τα άκρα του άξονα για να περιορίσω την κίνηση του ρότορα πλάι-πλάι.

Βήμα 16: Δοκιμαστική εκτέλεση

Η τουρμπίνα βούιζε στα 13,5 kV με ισοπαλία 1,0 mAmp. υψηλότερες δυνατότητες προκάλεσαν τόξο και απώλεια ισχύος. Εδώ είναι ένα βίντεο που δείχνει το EST να λειτουργεί με μεγάλη ταχύτητα. Ένα δεύτερο βίντεο είναι εδώ. Μείνετε συντονισμένοι για ενημερώσεις σχετικά με το τι μπορεί να κάνει το EST!