ПРИВОД Российский патент 1994 года по МПК F03G7/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к приводам одноразового действия, срабатывающем при нагреве, и может быть использовано при работе в охлаждающих средах в аварийных системах энергетики, нефтегазодобывающей промышленности и т. п.

Известен привод, содержащий нагреватель и тепловой рабочий элемент, выполненный из собранных в жгут нитей высокоориентированного полимерного волокна из электропроводного полимера, подключенных к источнику питания нагревателя.

Недостатком этого привода является пониженная величина максимально развиваемого усилия, что обусловлено неодновременным срабатыванием волокон по толщине рабочего элемента вследствие неравномерного их нагрева при работе в охлаждающих средах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является привод, содержащий нагреватель, тепловой рабочий элемент, состоящий из нескольких концентричных слоев, каждый из которых выполнен из электропроводных полимеров.

Недостатком этого привода является сложность конструкции.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в приводе, содержащем нагреватель, тепловой рабочий элемент, состоящий из нескольких концентричных слоев, каждый из которых выполнен из электропроводных полимеров, каждый слой рабочего элемента выполнен из материала одного и того же электропроводного полимера с разной электропроводностью, причем электропроводность его наружных слоев последовательно больше электропроводности внутренних слоев.

На фиг. 1 изображен описываемый привод; продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - график экспериментальной зависимости температуры жгута рабочего элемента диаметром 20 мм в воде, температура которой равна 4^оС, который выполнен из нитей высокоориентированного электропроводного полимерного волокна, например из полиметилметакрилата, наполненного мелкодисперсным графитом или никелем; на фиг. 4 - график теоретической зависимости температуры жгута рабочего элемента диаметром 20 мм в воде, температура которой равна 4^оС, который выполнен согласно предлагаемого технического решения.

Привод содержит тепловой рабочий элемент 1, выполненный из собранных в жгут нитей высокоориентированного полимерного волокна, в виде, например, трех, как это показано на фиг. 2, концентрических слоев из электропроводных полимеров с разной электропроводностью. Электропроводность слоев выбрана таким образом, что электропроводность его наружных слоев последовательно больше электропроводности внутренних слоев на величину, обеспечивающую при подключении к источнику питания равенство температур в слоях при электронагреве рабочего элемента в охлаждающих средах.

Рабочий элемент привода одновременно является нагревателем. На обоих концах рабочего элемента 1 расположены законцовки 2 для крепления к опоре и приводимому в движение устройству. Волокна рабочего элемента подключены при помощи разъемов 3 к источнику электропитания нагревателя.

В качестве высокоориентированного электропроводного полимерного волокна может использоваться, например, или полиметилметакрилат, или поливинилхлорид, или полиэтилметакрилат, наполненный мелкодисперсным графитом или никелем. При этом изменение электропроводности слоев, выполненных из оного и того же полимерного волокна, достигается изменением количества наполнителя. Количество наполнителя определяется или расчетным, или экспериментальным путем.

Привод работает следующим образом.

При подаче электрического напряжения на разъемы 3 по рабочему элементу 1 проходит электрический ток и нагревает его до температуры выше критической (для полимеров критической температурой является температура стеклования), в результате чего происходит сокращение (усадка) рабочего элемента.

Укорачиваясь, рабочий элемент перемещает исполнительный орган приводимого в движение устройства.

За счет одновременного достижения температуры стеклования всех слоев рабочего элемента 1, за счет разного количества тепла, выделяемого в слоях, при прохождении электрического тока происходит сокращение волокон этих слоев. Количество слоев может быть достаточно большим, так как технологического ограничения в получении заданной электропроводности каждого слоя нет.

Простота конструкции, достигаемая тем, что все волокна выполнены из одного и того же полимера, является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом. (56) Авторское свидетельство СССР N 1118800, кл. F 03 G 7/06, 1983.

Использование: в машиностроении, в частности в приводах одноразового действия, срабатывающих при нагреве, и может быть использовано при работе в охлаждающих средах в аварийных системах энергетики, нефтегазодобывающей промышленности и т. п. Сущность изобретения: привод содержит рабочий элемент, являющийся одновременно нагревателем, выполненным из собранных в жгут нитей высокоориентированного полимерного волокна, в виде слоев, имеющих разную электропроводность. На обоих концах рабочего элемента расположены законцовки для крепления к опоре и приводимому в движение устройству. Волокна рабочего элемента подключены при помощи разъемов к источнику электропитания нагревателя. 4 ил.

ПРИВОД, содержащий нагреватель, тепловой рабочий элемент, состоящий из нескольких концентричных слоев, каждый из которых выполнен из электропроводных полимеров, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, каждый слой рабочего элемента выполнен из материала одного и того электропроводного полимера с разной электропроводностью, причем электропроводность его наружных слоев последовательно больше электропроводности внутренних слоев.