МЕХАНИЗМ С ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ ПРИВОДОМ Российский патент 2002 года по МПК F03G7/06 E05F15/20 

Изобретение относится к элементам управления приводных механизмов и может быть использовано в различных приводных механизмах, например в клапанах, в устройствах раздвижных дверей, люков, затворов и т.п., применяемых в различных отраслях хозяйства.

Чрезвычайно важное значение механизмы с термочувствительными приводами имеют при аварийных ситуациях, например в период возникновения пожара, когда выходит из строя кабельная сеть и любая сигнализация. Известен, например, механизм с термочувствительным приводом [1], предназначенный для предотвращения пожара. Механизм состоит из контейнера с отверстием в верхней части, термочувствительных элементов, изготовленных из материала, обладающего эффектом памяти, и прикрепленных к наружной поверхности контейнера, поршня и пружины. В исходном состоянии термочувствительные элементы удерживают пружину и поршень в нерабочем состоянии. При нагреве эти элементы освобождают пружину с поршнем, при этом поршень вытесняет охлаждающую жидкость, что приводит к снижению температуры и предотвращению пожара.

Недостатком этого устройства является невозможность полного предотвращения пожарной ситуации, так как пожар может возникнуть в результате разрыва трубопровода, подающего горючую смесь, и поэтому охлаждающей жидкости для прекращения пожара может не хватить, а также невозможность перекрытия горящего объема от другого помещения.

Для повышения функциональных возможностей механизмов с термочувствительным приводом применяется механизм [2], взятый за прототип. Этот механизм состоит из цилиндра, штока и поршня, расположенного внутри цилиндра, а также чувствительного элемента, изготовленного из материала с эффектом памяти и соединенного с поршнем. Чувствительный элемент из материала с эффектом памяти выполнен в виде ленты, скрученной таким образом, что при нагревании выше критической температуры лента поворачивается в направлении, противоположном тому, в котором она была скручена при нормальной температуре, в результате чего изменяется размер ленты и одновременно совершается поворот управляющего органа, например клапана, перекрывающего подачу горючей смеси.

Недостатком прототипа является малая надежность механизма из-за сложности конструкции чувствительного элемента, необходимости выполнения направляющей на поршне и канавке на цилиндре для предотвращения поворота поршня и обеспечения его движения в вертикальном направлении. При этом при движении поршня может произойти заклинивание направляющей в канавке. Сложность крепления чувствительного механизма к цилиндру может привести к выходу из строя этого крепления. Невозможно также регулирование воздействия чувствительного элемента на управляющий орган.

Задачей нового технического решения является повышение надежности перекрытия и фиксации управляющего органа. Это позволило бы расширить применение устройства и наряду с использованием для перекрытия или закрытия заслонок использовать для других целей, например закрытия или открытия дверей, люков, и т. д.

Решается поставленная задача тем, что в механизм с термочувствительным приводом, содержащий цилиндр, шток и поршень, расположенный внутри цилиндра, соединенный с поршнем чувствительный элемент из материала с эффектом памяти, в отличие от известных введен стакан, соединенный с цилиндром, внутри которого размещен шток, проходящий через дно стакана, и пружина, опирающаяся одним концом в дно стакана, а другим - в поршень, при этом стакан снабжен упором под поршень, чувствительный элемент выполнен в виде набора шайб из материала с эффектом памяти, установленных внутри цилиндра, а на наружной поверхности поршня, контактирующего с внутренней поверхностью цилиндра, и на указанной поверхности цилиндра выполнены адекватные проточки, при этом внутри проточки цилиндра установлено пружинное кольцо.

В предлагаемом механизме положительный эффект достигается за счет обеспечения возможности регулирования усилия от воздействия высокой температуры с фиксацией положения механизма после воздействия высокой температуры.

Суть изобретения поясняется фиг.1-3, где
на фиг.1 изображен механизм в исходном состоянии,
на фиг.2 изображен механизм в положении после срабатывания;
на фиг.3 изображен механизм в момент фиксации положения поршня.

Механизм с термочувствительным приводом содержит цилиндр 1 с проточкой 2, чувствительный элемент, выполненный из набора шайб 3, поршень 4 с проточкой 5, шток 6, стакан 7 с упором 8, внутри которого расположена пружина 9. Внутри проточки 2 установлено пружинное кольцо 10.

Механизм работает следующим образом.

После воздействия повышенной температуры, например 600^oС шайбы 3, выполненные из материала с эффектом памяти и расположенные в стакане 1, изменяют свою конфигурацию (см. фиг.2), воздействуя на поршень 4, который в результате сжимает пружину 9, находящуюся в стакане 7. Шток 6 перемещается вместе с поршнем 4 вверх до упора 8. Проточки 2 и 5 совмещаются и пружинное кольцо 10, располагающееся в проточке 2, входит в проточку 5, жестко зафиксировав при этом положение поршня 4 со штоком 6, и тем самым обеспечивает надежную фиксацию положения механизма. Усилие при этом регулируется набором шайб 3. Таким образом, осуществляется регулировка усилия от воздействия высокой температуры с фиксацией положения механизма после воздействия высокой температуры. Это значительно повышает надежность механизма и позволяет надежно перекрывать магистрали.

Обеспечение регулирования воздействия чувствительного элемента на управляющий орган с надежной фиксацией положения механизма позволяет наряду с использованием для перекрытия или закрытия заслонки расширить применение устройства для других целей, например закрытия или открытия дверей, люков, и т. д. Использование предложенного механизма с термочувствительным приводом позволяет исключить пожаровзрывоопасную ситуацию с максимальными удобствами эксплуатации.

Источники информации
1. Патенты США 10268872, 3285410.

2. Патент США 3403238.

Механизм с термочувствительным приводом предназначен для различных приводных механизмов. Механизм содержит цилиндр, шток и поршень, расположенный внутри цилиндра, соединенный с поршнем чувствительный элемент из материала с эффектом памяти, при этом в механизм введен стакан, соединенный с цилиндром, внутри которого размещен шток, проходящий через дно стакана, и пружина, опирающаяся одним концом в дно стакана, а другим - в поршень, при этом стакан снабжен упором под поршень, чувствительный элемент выполнен в виде набора шайб из материала с эффектом памяти, установленных внутри цилиндра, а на наружной поверхности поршня, контактирующего с внутренней поверхностью цилиндра, и на указанной поверхности цилиндра выполнены адекватные проточки, при этом внутри проточки цилиндра установлено пружинное кольцо. Технический результат - повышение надежности работы механизма. 3 ил.

Механизм с термочувствительным приводом содержит цилиндр, шток и поршень, расположенный внутри цилиндра, соединенный с поршнем чувствительный элемент из материала с эффектом памяти, отличающийся тем, что в него введен стакан, соединенный с цилиндром, внутри которого размещен шток, проходящий через дно стакана, и пружина, опирающаяся одним концом в дно стакана, а другим - в поршень, при этом стакан снабжен упором под поршень, чувствительный элемент выполнен в виде набора шайб из материала с эффектом памяти, установленных внутри цилиндра, а на наружной поверхности поршня, контактирующего с внутренней поверхностью цилиндра, и на указанной поверхности цилиндра, выполнены адекватные проточки, при этом внутри проточки цилиндра установлено пружинное кольцо.