УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2002 года по МПК F24D19/10 

Изобретение относится к области управления и регулирования и может быть использовано, например, для управления клапанами при теплорегулировании в системах теплоснабжения.

Анализ доступных публикаций в этой области показал, что разработка технических решений осуществляется, в основном, в 2-х направлениях, это:
- расширение функциональных возможностей устройств с одновременным усложнением конструкции за счет использования традиционных конструктивных элементов для преобразования электрической энергии в механическую энергию перемещения исполнительных механизмов (устройств) [1]; [2]; [3]; [4];
- разработка конструктивно простых устройств, но предназначенных для узко целевого использования, например перемещение исполнительных механизмов только в одном направлении, управление в узком температурном диапазоне и т. д. [5]; [6]; [7].

Известно устройство регулирования подачи теплоносителя в системах горячего водоснабжения [8] , которое содержит корпус с напорным и сливным патрубками, крышку и седло, размещенные в корпусе с возможностью взаимодействия с запорным органом, закрепленным на термодатчике, выполненным в виде герметичного корпуса, верхняя часть которого, снабженная выдвижным штоком, соединена регулировочным винтом, установленным в крышке, а нижняя часть заполнена термочувствительным наполнителем. Запорный орган выполнен в виде шайбы с центральным отверстием, а в регулировочном винте выполнен направляющий паз, при этом полость напорного патрубка расположена ниже, а полость сливного патрубка выше седла, причем термодатчик герметично установлен в центральном отверстии шайбы так, что его нижняя часть расположена в полости напорного патрубка, а шток термодатчика установлен с возможностью осевого перемещения в направляющем пазу регулировочного винта.

Устройство является конструктивно сложным.

Наиболее близким к заявляемому является устройство [9], предназначенное для регулирования температурного режима в теплосистемах и состоящее из корпуса, включающего узел клапана, и термоблока с термобаллоном, содержащим рабочее тело, снабженное малогабаритным электрическим нагревательным элементом, установленным с возможностью нагрева рабочего тела. Управление запорным клапаном осуществляется следующим образом: вследствие нагревания рабочее тело увеличивается в размерах, давление термобаллона на клапан усиливается и последний закрывается.

Основным недостатком прототипа является невозможность в случае необходимости управления охлаждением рабочего тела без значительного увеличения габаритов устройства, а также инерционность нагревательного элемента, что исключает быстрый нагрев рабочего тела термобаллона без риска превышения максимально допустимой температуры.

Перед авторами стояла задача разработки устройства конструктивно несложного, которое позволяло бы осуществлять управление исполнительными механизмами в широком диапазоне температур.

Сущность заявляемого технического решения заключается в следующем: в известном устройстве, состоящем из корпуса с установленным в нем контактным термообразующим элементом и включающего термобаллон с рабочим телом, установленным либо полностью в корпусе устройства, либо частично вынесенным за его пределы, термообразующий элемент представляет собой тепловой насос.

На чертеже представлена схема заявляемого технического решения, где:
1 - контактный термообразующий элемент (КТЭ)
2 - рабочее тело
Заявляемое устройство работает следующим образом.

От внешнего источника питания на КТЭ подается напряжение, при этом в зависимости от параметров технологического цикла осуществляют либо нагрев, либо охлаждение рабочего тела путем соответствующего изменения направления электрического тока. Рабочее тело соответственно изменяет свои геометрические размеры, увеличиваясь или уменьшаясь в объеме и приводя в действие применяемый исполнительный механизм, например запорный клапан.

Для целей управления исполнительными механизмами в системах теплоснабжения авторы использовали унифицированный твердотельный электронный микроохладитель (в дальнейшем ТЭМО), позволяющий поддерживать необходимую температуру с точностью до долей градуса в температурном интервале от -60 до +60 градусов Цельсия. Основой ТЭМО служит набор из последовательно чередующихся полупроводниковых р- и n-элементов. Если к нему подается постоянный ток, протекающий от n- к р-элементам, то в месте соединения элементов будет поглощаться тепло из окружающего пространства. При обратном направлении тока тепло выделяется (эффект Пельтье). Для целей управления исполнительными механизмами в системах теплоснабжения важным свойством ТЭМО является, в первую очередь, его функция теплового насоса, а также сочетание функций охладителя и нагревателя.

Преимуществами заявляемого устройства являются:
1. Простота конструкции и малые габариты устройства в сочетании с возможностью создания знакопеременных (возвратно-поступательных) перемещений исполнительных механизмов.

2. Управляемый нагрев или охлаждение до рабочей температуры в температурном интервале от -60 до +60 градусов.

Литература
1. А.с. 1408148, БИ 23, 1986 г.

2. А.с. 1364817, БИ 1, 1988 г.

3. А.с. 1142684, БИ 2, 1986 г.

4. А.с. 898200, БИ 2, 1982 г.

5. Свид. 3167, бюл. "Полезные модели. Промышленные образцы", 6, 1995 г.

6. Свид. 3308, бюл. "Полезные модели. Промышленные образцы", 12, 1996 г.

7. Свид. 3309, бюл. "Полезные модели. Промышленные образцы", 12, 1996 г.

8. Терморегулятор радиаторный "КОМФОРТ". Паспорт 4И2.574.030.

9. Заявка на полезную модель 95120491/20 (036003). "Теплорегулятор" (прототип).

Изобретение предназначено для управления и регулирования и может быть использовано для управления клапанами в системах теплоснабжения. Устройство управления исполнительными механизмами состоит из корпуса, в котором установлен термообразующий элемент, представляющий собой тепловой насос, термобаллон с рабочим телом, который установлен либо полностью в корпусе устройства, либо частично вынесенным за его пределы. Техническим результатом является простота конструкции и малые габариты устройства в сочетании с возможностью создания знакопеременных (возвратно-поступательных) перемещений исполнительных механизмов, возможность осуществления управляемого нагрева или охлаждения до рабочей температуры в температурном интервале от -60 до +60 градусов. 1 ил.

Устройство для перемещения объектов, состоящее из корпуса, с установленным в нем термообразующим элементом, включающего термобаллон с рабочим телом, установленным либо полностью в корпусе устройства, либо частично вынесенным за его пределы, отличающееся тем, что термообразующий элемент представляет собой тепловой насос.