RS65456B1 - Uređaj i postupak za predenje i upredanje vlaknastog materijala u okvire za prstenasto predenje ili prstenasto upredanje - Google Patents

Description

Pronalazak se odnosi na uređaj i na postupak koji se može primeniti pomoću navedenog uređaja, koji služe za predenje i upredanje posebno prediva u okvirima za prstenasto predenje i prstenasto upredanje. Obezbeđeno rešenje koristi rasporede visokotemperaturnih superprovodnih magnetnih ležajeva kako bi se sprečilo sagorevanje prediva, rotacijom stalno magnetnih rotora raspoređenih koaksijalno prema vretenu, u slučaju velikih brzina.

Tehnologija prstenastog predenja je najstariji oblik predenja vlakana i još se koristi. Međutim, zbog visokog kvaliteta prediva i fleksibilnosti, postupak prstenastog predenja je dominantna tehnika u proizvodnji prediva. Globalno gledano, upotreba postupka prstenastog predenja povezana je sa nizom prednosti koje druge tehnike teško mogu zameniti. Suštinske prednosti su:

(i) proizvodnja kako prediva s finim vlaknima, tako i prediva visoke čvrstoće;

(ii) univerzalna primenljivost na veliki izbor i na vrlo specifična prediva;

(iii) prstenasto predenje je fleksibilno u pogledu količina, kvaliteta prediva i uniformnosti.

Prstenastim predenjem se može postići najveći raspon debljina prediva, uz najveću snagu i kvalitet. Nasuprot tome, prstenasto predenje je sporije od drugih modernih sistema predenja kao što su rotorsko, frikciono, mlazno ili vrtložno predenje i zahteva više koraka obrade. Granice proizvodnje i produktivnost određuje sistem rotora prstena koji u slučaju većih brzina izaziva mehaničko trenje povezano sa zagrevanjem rotora ili vođice niti. Shodno tome, predivo sagoreva, progoreva i cepa se.

Ubrzo nakon otkrića visokotemperaturnog superprovodnika (HTS) 1986/87. godine, predložena je kombinacija stalnog magneta (PM) sa novim superprovodnicima, koja pokazuje lebdenje i rotaciju praktično bez trenja. Kasnije je SMB tehnika za upotrebu u centrifugama opisana u literaturi već 2001. godine [4].

Bilo je moguće pokazati da novi tip magnetnog ležaja omogućava krajnje visoka obrtaja po minuti (o/min) od preko 10<5>. Prednosti i koristi HTS magnetnih ležajeva su korisne za mnoge primene, posebno u visokotehnološkim rešenjima.

Rad praktično bez trenja omogućava velike brzine bez podmazivanja, bez habanja i bez stvaranja čestica, čak i pod teškim uslovima okruženja kao što su vrućina, hladnoća, para, vakuum i agresivne hemikalije.

Istovremeno je stečeno znanje o dinamici rotora sa samoregulišućom kompenzacijom neuravnoteženosti, prevazilaženju kritičnih brzina u radu velikom brzinom i povećanju brzina rotora, te je istovremeno nosivost superprovodnih magnetnih ležajeva (SMB) pomerena u raspon opterećenja od tona, kao što je u slučaju upotrebe u skladištima energije u zamajcu.

Prvi eksperimenti i upotreba SMB u tehnologiji prstenastog predenja počeli su 2010. godine ([3], [5]). Kasnije je drezdenska grupa, Hussein, de Haas i Schultz ([7]–[18]) detaljno proučavala značajne prednosti zamene konvencionalnih postupaka prstenastog predenja upotrebom rotirajućih SMB-a. U ovom slučaju, SMB dizajn je pratio koaksijalni dizajn PM-prsten-do-HTS-prstena, koji je bio integrisan u vakuumski kriostat od nerđajućeg čelika. Eksperimenti su detaljno opisani i analizirani u literaturi [8]–[18]. Značajan izdatak za geometriju superprovodnog prstena je nedostatak.

Uređaji za prstenasto namotavanje i upredanje okvira za prstenasto predenje ili prstenasto upredanje su poznati iz WO 2012/100964 A1 i WO 2017/178196 A1. U ovim uređajima, trenje između prstena i rotora je eliminisano magnetnim lebdenjem, kao rezultat čega su delujuće sile trenja umanjene. Koristi se prstenasti stator koji se sastoji od superprovodnog materijala koji ima odgovarajući uređaj za hlađenje statora. Osim prstenastog statora, koristi se i prstenasti stalno magnetni rotor koji je raspoređen tako da može da se okreće u odnosu na stator i tako da je koaksijalan oko vretena, sa elementom za vođenje niti sličnom ušici. U ovom slučaju, između statora i rotora formira se prstenasti aksijalni zazor. Kada se superprovodni materijal statora ohladi na temperaturu ispod prelazne temperature, magnetski fluks rotora se spaja sa ohlađenim statorom i magnetski zarobljava. Kao rezultat ove sprege, rotor je inherentno stabilan iznad ili unutar statora. Nit se vodi oko rotora spolja, kroz aksijalni zazor između statora i rotora, i namotava se na zavojnicu. Stator i rotor imaju posebno zaobljene oblike tako da nit ne nailazi na ivice koje sprečavaju cirkulaciju niti u zazoru. Pre magnetizacije i hlađenja HTS statora, mehanički oslonac služi za optimalnu radnu poziciju. Beskontaktni ležaj rotirajućeg rotora eliminiše konvencionalni, frikcioni sistem prsten/rotor koji stvara toplotu kao komponentu koja ograničava produktivnost. Povoljno se ceo rotor zajedno sa elementom za vođenje niti zatim podesi u brzu rotaciju, koja je u suštini bez trenja osim malog magnetnog trenja, i na taj način omogućava značajno veće brzine rotacije vretena.

Međutim, rotor dizajniran kao magnetni prsten ima značajnu sopstvenu težinu, koja se takođe mora ubrzati kada se pokreće vreteno. Štaviše, magnetni prsten koji slobodno lebdi ne može biti učauren, i stoga rotor, koji radi pri velikim brzinama rotacije od približno 20.000 do 30.000 obrtaja u minuti (o/min), predstavlja bezbednosni rizik za delatnike postrojenja. Konačno, element za vođenje niti na magnetnom prstenastom rotoru stvara neuravnoteženost, koja zbog vibracija postaje sve problematičnija kako se brzina vretena povećava.

Cilj pronalaska je stoga obezbeđivanje uređaja i postupka za predenje i upredanje vlaknastog materijala u ramovima za prstenasto predenje i upredanje, pomoću kojih se radna brzina ramova može značajno povećati, povećana produktivnost tokom prstenastog predenja može biti postignuta, i troškovi, u smislu vremena i materijala, za sklapanje i servisiranje uređaja mogu se smanjiti.

Ovaj cilj se postiže opisanim karakteristikama uređaja prema patentnom zahtevu 1. Povoljna otelotvorenja uređaja karakterisana su karakteristikama patentnih zahteva 2 do 12. Karakteristike patentnog zahteva 13 opisuju obezbeđeni postupak. Efikasno otelotvorenje postupka je zahtevano patentnim zahtevom 14.

Rešenje prema pronalasku predlaže superprovodni magnetni ležaj (SMB) koji sadrži stalno magnetni (PM) prsten kao rotor, koji lebdi na beskontaktan ali stabilan način, iznad superprovodnika kao hlađenog statora. U ovom slučaju, relevantni rotor je raspoređen koaksijalno u odnosu na povezano vreteno, a nit koja se namotava izaziva rotaciju u zazoru između rotora i statora. Efikasan i promenljivo podesiv dizajn uređaja postiže se tako što su najmanje dva visokotemperaturna superprovodna statora, zajedno sa njihovim termički povezanim rashladnim uređajima, raspoređena na beskontaktni način i paralelno jedan naspram drugog duž niza reda vretena, i rotori koji generišu magnetno polje, orijentisani koaksijalno u odnosu na vreteno, uvedeni na magnetno lebdeći način u magnetno polje neprekidnog međuprostora, između statora koji su u svakom slučaju susedni. Dodatno povećanje stabilizacije pozicije u magnetnom ležištu postiže se ako se rotori koji generišu magnetno polje snabdeju feromagnetnim kolektorima magnetnog fluksa koji služe za povećanje jačine polja i usmeravanje magnetnog polja ka visokotemperaturnom superprovodniku. Smanjenje troškova izdataka za materijale povoljno se postiže ako se svaki od visokotemperaturnih superprovodnih statora sastoji od najmanje dva skupna HTS elementa koji su dizajnirani tako da budu odvojeni jedan od drugog, u delovima, duž uzdužnog produžetka statora, i koji su povezani sa odgovarajućim rotorima koji stvaraju magnetno polje.

Za jednostavnu montažu i uštedu vremena povoljno je da se visokotemperaturni superprovodni statori sastoje od materijala koji je spojen na slojeviti način, a dizajnirani su tako da budu u obliku trake ili kabla u njihovom uzdužnom produžetku. Jednostavan dizajn uređaja koji štedi materijal efektivno se postiže time što se visokotemperaturni superprovodni statori formirani od termički izolovane konfiguracije cevi u cevi, u kojoj unutrašnja „hladna“ cev, povezana sa HTS statorom, ima temperaturu koja je ispod superprovodne kritične temperature, i spoljašnja cev preuzima temperaturu okoline. Povoljno otelotvorenje uređaja za upotrebu pri velikim radnim brzinama postiže se ako je spoljašnja cev napravljena od materijala koji ima visoku električnu provodljivost pogodnu za generisanje vrtložnih struja, i time uzrokuje dodatnu magnetnu stabilizaciju tokom operacije rotacionog predenja i upredanja. Stabilno magnetno ležište rotora, uz istovremeno nisku cenu, povoljno se postiže time što su statori u svakom slučaju formirani od YBaCuO kristala sastava Y1Ba2Cu3Ox (Y123) ili od jednog kristala REBaCuO grupe sastava RE1Ba2Cu3Ox (RE – retke zemlje) i superprovodnika bizmutove grupe BiSrCaCuO.

Predmetni pronalazak postiže tehnička i ekonomska poboljšanja mašina korišćenjem novih linearnih i superprovodnih skupnih rasporeda HTS statora. Uređaj prema pronalasku omogućava rad rotora velikom brzinom praktično bez trenja. Ovo se postiže veoma pojednostavljenim suspenzijom statora i mogućim istovremenim hlađenjem svih uključenih statora.

Obezbeđeno rešenje olakšava put za modularni dizajn i kolektivno hlađenje pomoću tečnog azota LN2. Štaviše, troškovi HTS materijala i mašina su značajno smanjeni.

Pronalazak će biti objašnjen detaljnije u nastavku sa pozivanjem na otelotvorenje. Na crtežima, ilustrativno:

Sl. 1: je šematski uporedni prikaz prethodnih i novih rotora i magnetnog ležaja,

Sl. 2: je pogled iz perspektive na magnetni ležaj koji sadrži tri statora,

Sl. 3: je pogled na poprečni presek magnetnog ležaja koji sadrži tri statora,

Sl. 4: je pogled iz perspektive na magnetni ležaj koji sadrži dva statora,

Sl. 5: je pogled na poprečni presek magnetnog ležaja koji sadrži dva statora,

Sl. 6: prikazuje strukturni unutrašnji dizajn statora,

Sl. 7: šematski prikazuje dodatnu stabilizaciju rotora, i

Sl. 8: prikazuje zavoj kojim je rotor omotan u svrhu kompenzacije dinamičkih sila.

Sl. 1 šematski prikazuje poređenje između konvencionalnog prstenastog jednostrukog upredanja (a) i HTS postupka brzog prstenastog predenja pomoću konstrukcije prstena za predenje i vođica koji su suspendovani magnetno i na način bez trenja (b). U tu svrhu, vretena 3, zajedno sa predivom namotanom tako da formira zavojnice 5, su magnetno postavljena između dva visokotemperaturna superprovodna statora 1 koja su raspoređena paralelno. U obe postavke koriste se prstenasti magnetno postavljeni rotori koji stvaraju magnetno polje 2. Predivo koje se namotava dovodi se sistemom dovoda 16 mašine. Razlika između ova dva rešenja sastoji se u dizajnu magnetnog ležaja i sistema hlađenja, potrebnih u svakom slučaju, visokotemperaturnog superprovodnika. Tipično, HTS magnetni ležaj je raspoređen tako da bude koaksijalan naspram svakog vretena 3, a sistem hlađenja je na složen način prilagođen svakom pojedinačnom ležaju. Nasuprot tome, u slučaju magnetnog ležaja prema pronalasku, magnetni ležaj se postiže između dva susedna HTS statora koji se protežu duž reda vretena. U ovom slučaju, potreban sistem hlađenja je dizajniran tako da omogući istovremeno hlađenje svih statora, na jednostavan način.

Pogled iz perspektive prikazan na sl.2 prikazuje superprovodni magnetni ležaj koji sadrži tri statora 1. Rotori 2 su dizajnirani kao stalno magnetni prstenovi koji imaju integrisane vođice (npr. ušice). Statori 1 opremljeni visokotemperaturnim superprovodnicima (HTS) pružaju se paralelno jedan sa drugim i duž reda vretena. Rotori 2 su magnetno postavljeni u međuprostoru između dva susedna statora 1 u svakom slučaju. Štaviše je moguće, ako je potrebno, rasporediti dodatne statore 1 paralelno. Mala cev 8, koja sadrži HTS superprovodnike raspoređene na njoj, uvedena je u unutrašnjost statora 1 formiranih kao cevi 9. Navedeni superprovodni materijali 4 se primenjuju, u delovima, duž uzdužnog produžetka cevi 8 tako da postižu predviđenu poziciju relevantnog rotora 2. Predloženo rešenje je prilagođeno, u smislu strukture i dizajna, konvencionalnim mašinama za predenje. Zbog linearne strukture, inovacija prati tradicionalni dizajn prstenastog okvira i eliminiše potrebu za značajnim izmenama prstenastog okvira ako se konvencionalni uređaji prstenastih vođica zamene superprovodnim magnetnim ležajevima (SMB). U ovom slučaju, sistem radi na beskontaktni način i pokazuje izuzetno nisko rotaciono trenje.

Slobodna suspenzija kombinacije rotora iznad HTS statora 1, i njegovo okretanje praktično pri brzini vretena, omogućavaju da se toplota trenja rotora 2 značajno eliminiše, čak i kada se brzina rotora dalje povećava. U ovom slučaju, u dinamičkom procesu se generiše samo mala sila trenja između niti i vođice. Generisana rotacija rotora 2 značajno smanjuje interakciju trenja nit/vođica, kao rezultat čega se eliminiše većina izvora toplote. U ovom slučaju, rotor 2 i stator 1 su projektovani tako da se u svakom slučaju formira kružni vazdušni zazor, tako da su aksijalno razmaknuti između rotora 2 i statora 1 i koaksijalni prema vretenu 3. Nit se vodi kroz rotirajuću vođicu i može se namotati na telo rotirajuće zavojnice. Za razliku od prethodnih rešenja ležaja, u kojima susedna vretena 3 rade na uslovima temperature okoline u provodniku kriostata, u novom rešenju vretena 3 ne moraju da se drže odvojenima, i imaju slobodan prostor duž reda vretena. Ova konstrukcija omogućava kombinovano LN2 hlađenje reda odgovarajućih statora 1 sa velikim slobodnim prostorom. Štaviše, na ovaj način se vretena 3 i zavojnice mogu mnogo lakše servisirati ili zameniti.

Na sl.3 je prikazan šematski poprečni presek strukture magnetnog ležaja koji je formiran od tri statora 1. Vidljiv je raspored unutrašnjih cevi 8 u odgovarajućim spoljašnjim cevima 9. Rotori 2, zajedno sa povezanim vretenima 3 u svakom slučaju, su magnetno suspendovani u međuprostoru između dva susedna statora 1 u svakom slučaju. Između cevi (8; 9), istovremeno hlađenje svih superprovodnika vrši se hlađenjem pomoću tečnog azota (LN2).

Ilustracija na sl.4 prikazuje pogled iz perspektive na magnetni ležaj koji se sastoji od dva statora 1. U ovom otelotvorenju, takođe, HTS superprovodnici 4 se primenjuju na unutrašnju cev 8, u delovima duž uzdužnog niza statora 1, i pozicionirani su, u smislu lokacije, tako da magnetno postižu poziciju vretena 3 koju će zauzeti. Dalje, omogućena je i mogućnost projektovanja HTS superprovodnika 4 tako da budu nalik trakama ili kablovima, koji superprovodnik se primenjuje na unutrašnju cev 8, po celoj dužini statora 1, tokom sklapanja. Na tačkama magnetnog ležišta rotora 2, obezbeđenim u svakom slučaju, HTS superprovodnik, koji je generalno napravljen na slojevit način, već je prilagođen magnetnim snagama koje će se generisati, tokom prefabrikacije.

Prikaz poprečnog preseka magnetnog ležaja formiranog od dva statora 1 je vidljiv na sl.5. Dodatno uz već predstavljenog ležaja rotora 2, na šematskom crtežu se mogu videti i rashladni vodovi 15 koji vode u i van statora 1.

Strukturni unutrašnji dizajn statora 1 je vidljiv sa ilustracije na sl. 6. U ovom slučaju, četvrtasta spoljašnja cev 9 čini vakuumsku komoru za takođe kvadratnu unutrašnju cev 8. HTS superprovodnik 4 je lepljivo vezan za unutrašnju hladnu cev 8. Tečni azot, kao rashladno sredstvo, se uvodi u unutrašnju cev 8. Magnetsko fiksiranje unutrašnje cevi 8, povezane sa HTS superprovodnikom 4, postiže se pomoću odstojnika 10 koji se sastoje od struktura od staklenih vlakana.

Oni su projektovani tako da imaju toplotno provodnu vezu sa spoljašnjom cevi 9 samo na zaobljenim osloncima 11, 12. Kao rezultat toga, toplotno provodna veza između „hladne“ unutrašnje cevi 8 i spoljašnje cevi 9, prilagođene temperaturi okoline, je u velikoj meri sprečena. Pošto se šipke mogu sastojati od lagane AL legure, dizajn se može napraviti na veoma kompaktan način i sa malom težinom. Štaviše, materijal od AL legure u kriostatu postiže visoku termičku vezu između unutrašnje cevi 8 i HTS superprovodnika 4. Međutim, visok koeficijent termičkog širenja AL legure na temperaturi okoline mora se uzeti u obzir pri određivanju i fiksiranju tačne uzdužne pozicije superprovodnih statora 1 u nosećim elementima dužine 4–5 m.

Šematski prikaz dodatne stabilizacije pozicije rotora 2 je vidljiv na sl. 7. Pored lebdenja prstenastog rotora za vođenje niti 2, na inovativan način se postiže dodatna stabilizacija električnim vrtložnim strujama 17 koje se indukuju u kriostatu i statorima 1. Unutrašnja i spoljašnja cev se sastoje od električno provodne legure aluminijuma. Kao rezultat toga, rotirajući rotor 2 će lebdeti iznad metalnog Al lima. Dva efekta time mogu doprineti stabilizaciji rotora 2. Prema Lencovom zakonu, smer svakog efekta magnetne indukcije je takav da deluje suprotno uzroku efekta. Kao rezultat toga, smer magnetne sile na pokretnom magnetu je suprotan njegovom kretanju. Indukovana struja rezultira očuvanjem postojećeg statusa kvo, time što se suprotstavlja kretanju ili promeni fluksa. Uzgon, u normalnom smeru u odnosu na provodnu ravan, i sila otpornog kočenja nasuprot smera rotacije, postoje iznad statora 1. Shodno tome, obe sile doprinose dodatnom zadržavanju i stabilizaciji rotora 2 tokom predenja i upredanja. Dalje otelotvorenje je generisana sila kočenja, koja, kao rezultat promene periferne magnetizacije prstenastog rotora 2, dovodi do brzog kočenja rotirajućeg rotora 2. Pri maloj brzini, otpor je proporcionalan brzini v= ω/r i veći je od uzgona, koji je proporcionalan v².

Kako se brzina rotora 2 povećava, otpor postiže maksimum i smanjuje se za 1/(v)<1/2>. Nasuprot tome, uzgon, koji stabilizuje rotor 2, povećava se, malom brzinom, za v², i prevazilazi otpor kako se brzina povećava. Odnos uzgona i otpora je od značajne praktične važnosti i rezultira u fL/fD= v/vi, naznačeno time što su v i vi brzine magnetnog dipola iznad provodnog sloja i odgovarajućom pozitivnom i negativnom slikom koja se prostire prema dole brzinom vi.

Grafikon na sl.8 pokazuje osnovno ponašanje rotora 2 u slučaju primena za prstenastog predenja velike brzine. U slučaju rešenja prema pronalasku za velike brzine, rotaciono trenje i dinamički efekti magnetnog ležaja su posebno važni. Suštinske prednosti superprovodnih ležajeva u poređenju sa konvencionalnim ležajevima su značajne u ovoj oblasti. Superprovodni pasivni magnetni ležajevi pokazuju značajno manje trenje od konvencionalnih kotrljajućih ležajeva, najmanje za faktor od četrdeset. Čak i u poređenju sa vazdušnim ležajevima pod pritiskom, trenje pasivnog magnetnog HTS ležaja je u rasponu promila, i stoga je iznenađujuće malo. Ovo izuzetno nisko trenje je fizička osnova za inovativnu tehnologiju prstenastog predenja, do veoma velikih brzina rotacije vretena.

Centrifugalne sile su dalja kritična tačka dinamike prstenastog rotora. Predmetni pronalazak se fokusira na brzine rotacije trajnog magnetnog rotora 2 koji sadrži vođicu niti do 50.000 o/min. Rotor 2 veličine 60 cm × 40 cm × 1 cm, koji služi kao element za upredanje i rotaciju, podvrgnut je ekstremno visokim centrifugalnim silama, koje mogu da unište radni prsten. U prvom pristupu, predviđeno je da se uzme u obzir maksimalna zatezna sila ili gustina sile preko vektora tangente na unutrašnjem poluprečniku ri.

σt = ρ v² = ρω² r²

Kada se prstenasti rotor 2 rotira, nastaju različite centrifugalne sile, koje mogu uništiti rotor 2. Najveće mehaničke sile nastaju u unutrašnjem poluprečniku rotirajućeg prstena. Vrednost zateznog napona sinterovanog NdFeB je približno 80– 90 MPa (12.000 psi). Međutim, pri brzini rotacije od 50.000 o/min oko vretena, PM prsten načinjen od NdFeB, veličine 60 × 40 × 10 podvrgnut je maksimalnoj gustini tangencijalne sile od ~185 MPa; više od dva faktora većoj od unutrašnjeg zateznog napona materijala. Shodno tome, dinamičke sile moraju biti kompenzovane odgovarajućim omotavajućim zavojem 18 u perifernom pravcu rotora 2.

Prsten zavoja 18 treba da se sastoji od materijala koji imaju visok zatezni napon, ili od metala, kao što je nemagnetni nerđajući čelik, legure Al ili Mg visoke čvrstoće, ili od nemetalnog prstena koji se sastoji od jedinjenja staklenih ili ugljeničnih vlakana. U najboljem i optimalnom slučaju, ojačanje sigurnosnim prstenom obezbeđuje predpritisak na rotor 2 čak i pri brzini od nule, i zatim sprečava bilo kakve pukotine ili defekte NdFeB magnetnog prstena ispod nominalnih radnih brzina. Kao praktično rešenje odabran je sigurnosni prsten debljine 3 mm od Al legure AL7075, koji je pomoću termičkog skupljanja kruto povezan sa rotorom 2.

Spisak referentnih znakova stator

rotor

vreteno

HTS superprovodnik zavojnica

predivo

vođica

unutrašnja cev spoljašnja cev

sklop odstojnika zaobljeni oslonac zaobljeni oslonac

zavoj

radni gas N2

rashladni vodovi

sistem dovoda

električna vrtložna struja zavoj

_____________________

Claims (14)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Uređaj za predenje i upredanje vlaknastog materijala u mašinama za prstenasto predenje ili upredanje, naznačen time što uređaj sadrži statore koji sadrže najmanje jedan visokotemperaturni superprovodni materijal i hlađenje statora, i imaju rotirajuća vretena koja su raspoređena u redove i sa kojima su rotori, dizajnirani kao stalno magnetni prstenovi, koaksijalno povezani, i rotori, zajedno sa spojenom armaturom, služe za vođenje i namotavanje prediva na odgovarajuće vreteno, karakterisan time što su najmanje dva od visokotemperaturnih superprovodnih statora (1), zajedno sa svojim termički povezanim rashladnim uređajima dizajniranim kao kriostati, raspoređeni beskontaktno i paralelno jedan prema drugom duž reda vretena, i rotori za generisanje magnetnog polja (2), koji su poravnati koaksijalno sa vretenom (3), su umetnuti na magnetski lebdeći način u magnetno polje neprekidnog međuprostora između pojedinačno susednih statora (1).

2. Uređaj prema patentnom zahtevu 1, karakterisan time što su rotori (2) koji stvaraju magnetno polje opremljeni feromagnetnim kolektorima magnetnog fluksa koji služe za povećanje jačine polja i usmeravanje magnetnog polja ka visokotemperaturnom superprovodniku (4).

3. Uređaj prema patentnom zahtevu 1, karakterisan time što se svaki od visokotemperaturnih superprovodnih statora (1) sastoji od najmanje dva visokotemperaturna superprovodna skupna elementa koji su formirani odvojeno jedan od drugog u sekcijama i povezani sa odgovarajućim rotorima koji stvaraju magnetno polje (2).

4. Uređaj prema patentnom zahtevu 1, karakterisan time što se visokotemperaturni superprovodni statori (1) sastoje od materijala spojenog u slojeve i dizajnirani su tako da u svom uzdužnom produžetku budu nalik traci ili kablu.

5. Uređaj prema patentnom zahtevu 1, karakterisan time što su visokotemperaturni superprovodni statori formirani od termički izolovane konfiguracije cevi u cevi u kojoj unutrašnja „hladna cev“ (8) povezana sa visokotemperaturnim superprovodnim statorom (1) ima temperaturu ispod kritične temperature superprovodljivosti i spoljašnja cev (9) preuzima sobnu temperaturu okoline.

6. Uređaj prema patentnim zahtevima 1 i 5, karakterisan time što je spoljašnja cev (9) napravljena od materijala koji ima visoku električnu provodljivost pogodnu za generisanje vrtložnih struja i time obezbeđuje dodatnu magnetnu stabilizaciju tokom rada rotacionog predenja i upredanja.

7. Uređaj prema patentnom zahtevu 1, karakterisan time što je svaki stator (1) formiran od YBaCuO kristala sastava Y1Ba2Cu3Ox (Y123) ili od jednog kristala REBaCuO grupe sastava RE1Ba2Cu3Ox (RE retke zemlje) i superprovodnika bizmutove grupe BiSrCaCuO.

8. Uređaj prema patentnom zahtevu 1, karakterisan time što se svaki stator (1) sastoji od više pojedinačnih kristala koji su poređani jedan uz drugi ili su srasli zajedno.

9. Uređaj prema patentnom zahtevu 1, karakterisan time što svaki rotor koji stvara magnetno polje (2) sadrži okružujući zavoj (13) u svrhu kompenzacije njihovih centrifugalnih sila, koji zavoj se sastoji od materijala koji ima visoku zateznu čvrstoću.

10. Uređaj prema patentnom zahtevu 1, karakterisan time što kriostat, u cilju dodatne stabilizacije, izaziva elektrodinamički podržano lebdenje pomoću materijala koji ima visoku električnu provodljivost, kao i zbog generisanja vrtložne struje na metalnoj površini kriostata.

11. Uređaj prema patentnim zahtevima 1 i 5, karakterisan time što se unutrašnja cev (8) hladi dovodom tečnog azota i termičkom vakuumskom izolacijom između unutrašnje i spoljašnje cevi (8;9) i, zaobljenim osloncima (11;12) mehaničkih sklopova odstojnika (10) umetnutih između cevi (8;9), sprečava termičko provođenje toplote između unutrašnje i spoljašnje cevi (8;9).

12. Uređaj prema patentnim zahtevima 1 i 5, karakterisan time što se unutrašnja cev (8) hladi povezivanjem sa kriogenim rashladnim uređajem.

13. Postupak za predenje i upredanje vlaknastog materijala na vretena (3) raspoređenih u redove unutar mašina za prstenasto predenje ili upredanje, kod kojih su stalno magnetni prstenovi koji služe kao rotori (2) vretena (3) postavljeni u visokotemperaturne superprovodne magnetne ležajeve, karakterisan time što je uređaj prema jednom od patentnih zahteva 1 do 12 obezbeđen, rotori (2), koji su koaksijalno povezani sa vretenima (3), su postavljeni na magnetski lebdeći način unutar neprekidnog međuprostora između dva statora (1), koji su povezani sa kriostatima i raspoređeni su paralelno i beskontaktno duž reda vretena, naznačen time što se istovremeno hlađenje svih statora (1) vrši kriostatima, koji su povezani sa statorima (1) i time se takođe protežu duž reda vretena.

14. Postupak prema patentnom zahtevu 13, karakterisan time što se hlađenje statora (1) vrši dovodom tečnog azota preko unutrašnje cevi (8), koja se proteže duž reda vretena, spoja cevi u cevi kriostata, termička izolacija između unutrašnje i spoljašnje cevi (8; 9) vrši se vakuumskom izolacijom i recirkulisani „hladni“ radni gas N2 (14) se kondenzuje i utečnjava kontinuiranim mehaničkim ponovnim hlađenjem i ponovo dovodi u rashladni krug.