Термоэлектромеханический привод Советский патент 1987 года по МПК B23Q3/06 B23Q3/08 

Изобретение относится к обработке материалов резанием, а именно к устройствам для закрепления деталей на металлорежущих станках.

Целью изобретения является повышение надежности работы нутем выполнения термоэлементов в виде последовательно соединенных между собой полупроводниковых втулок с р-п-переходами.

На фиг. 1 изображен термоэлектромеханический привод в исходном положении, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - термоэлектромеханический привод в рабочем положении, продольный разрез.

Термоэлектромеханический привод содержит нижний 1 и верхний 2 корпуса, фланцы которых между собой последовательно соединены втулкой 3 и разделены теплоизоляционной кольцевой прокладкой 4. Нижний корпус установлен 1 в расточке основания 5, а верхний 2 - в расточке головки 6. Внутри корпусов 1 и 2 размещены полупроводниковые втулки - термоэлементы с двумя р-.г-переходами: ДЕза термоэлемента 7 и 8 р-типа, а вторые два 9 и 10 п-типа. Полупроводниковые термоэлементы 7 и 9 соединены спаем 11, а термоэлементы 8 и 10 - спае.м 12. Термоэлементы 7 и 8 р-типа выполнены в виде втулок концентричио и телескопически установленных одна в другой, а термоэлементы 10 и 9 /7-типа - в виде отдельных втулок. К спаям 11 и 12 присоеди- нен1 тенлопроводящие кольца-радиаторы 13, которые выполнены из медной сетки с нанесенным на нее слоем пористой меди. Полупроводниковые термоэлементы 9 и 10 изолированы от корпусов 1 и 2 промежуточными изоляторами 14, которые выполнены в виде колпачков. К торцовым поверхностям термоэлементов 9 и 10 припаяны контакты 15, а к контактам-токопроводники 16 и 17, которые изолированы друг от друга и от термоэлементов 9 и И) и соединены в общий кабель. Пространство между корпусами 1 и 2 и термоэлементами 7-10 заполнено быстрокипящей теплопроводной средой 18 типа фреоп-215.

На внутренних поверхностях корпусов 1 и 2 нанесен слой 19 теплопроводной пористой меди.

Корпуса 1 и 2 выполнены из сплава титан - никель с эффектом памяти формы. Например, сплав, %: никель 54-56, остальное титан. Температура срабатывания 10°С, а температура 100%-ного возврата формы 70°С, т. е. температура .мартенситного пре- вра1дения от 10 до 70°С.

Нижний корпус 1 выполнен гофрированным при предварительном его нагреве до температуры конца мартенситного превращения (70°С).

Верхний корпус 2 выполнен гофрированным при температуре начала мартенситного превращения (-НО°С).

Таким образом, корпус 1 возвращается в первоначальную цилиндрическую форму при 10°С и ниже, а верхний корпус 2 возвращается в цилиндрическую форму при его нагреве до температуры 70°С и выще.

При других сплавах температура мартенситного превращения имеет другие пределы. Таким образом, превращение форм корпусов 1 и 2 возможен при других тем- шературах в зависимости от сплава, из ко- торого будут выполнены эти корпуса.

Термоэлектромеханический привод работает следующим образом.

При нормальной температуре (в диапазоне 10 до 70°С) корпуса 1 и 2 имеют гофрированную форму.

Питание термоэлектромеханического привода осуществляется от источника постоянного тока (не изображен).

Включение термоэлектромеханического привода осуществляется изменением направ- 0 ления тока. Нацричер, к термоэлементу 10 подводится положительный полюс («плюс), а к термоэлементу 9 - отрицательный полюс («минус).

В результате при прохождении тока от спая 12 происходит отток электронов, что 5 приводит к уменьшению температуры спая 12. Наоборот, спай 11 нагревается, так как к нему с разных сторон подходят электроны и происходит их рекомбинация с выделением энергии в виде тепла.

Таким образом, спай 12 охлаждается, 0 а спай 11 нагревается. Тепловая энергия от спая 11 через кольцевой радиатор 13, теплопроводную быстрокипящую среду 18 и слой пористой .меди 19 передается корпусу 2. Корпус 2 при его нагреве до 70°С возвращается в исходную цилиндрическую фор- му.

При восстановлении форм возникает генерирующее напряжение, создающее осевую силу и осевое поступательное движение на величину S.

При изменении полярности направления тока на обратное, т. е. к термоэлементу 10 подводится отрицательный полюс («минус), а к термоэлементу 9 - положительный полюс («плюс). Тогда от спая 11 происходит отток электронов к спаю 12. В , этом с.аучае спай 11 охлаждается, а спай 12 нагревается. Ввиду этого корпус 2 охлаждается, а корпус 1 нагревается. В результате корпуса 1 и 2 принимают гофрированную форму.

0

50

Формула изобретения

Термоэлектромеханический привод, содержащий приводные элементы, выполненные в виде гофрированных, герметично соединенных корпусов из сплава с эффектом памяти формы, и термоэлементы, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы, термоэлементы выполнены в виде последовательно соединенных между собой полупроводниковых втулок с двумя р-«-переходами, при этом термоэлементы у9-типа телескопически установлены один относительно другого, а места соединения р-п-элементов снабжены теплопроводящи- ми выполненными из медной сетки с нанесенным на нее слоем пористой меди кольцами-радиаторами, при этом гофрированные

корпуса последовательно соединены между собой посредством введенной в привод термоизоляционной прокладки. И на их внутреннюю поверхность нанесен слой пористой меди, причем пространство между гофрированными корпусами и размещенными внутри них термоэлементами заполнено быстроки- пящей теплопроводной средой типа фреон- 215.

Изобретение относится к обработке материалов резанием, а именно к устройствам для.закренления деталей на металло- режущи.х станках. Изобретение позволяет повысить надежность работы привод;; их тем выполнения термоэлементов в виде полупроводниковых вту.юк с /) - г-переходами. Термоэлектромеханический прнр.ол сг. :епжит гофрированные корр.уса I и 2 с ге: лпизс1 ляционной прокладкой 4. внутри которых размещены термоэлементы- полупроводниковые втулки 7-Ю с двумя р - «-переходами. К спаям II и 12 присоединены теплопроводные кольца-радиаторы 13, BnUiO.il CH- ные из медной сетки с :ai eccнnьl I на нее слоем пористой л;еди. Простраыство между корпусами I и 2 и термоэлементами 7-10 заполнено быстрокипящей теплопроводной средой 18 типа фреон-215. Внутренние стенки корпусов I и 2 покрыты слоем пористой меди 19. 3 ил. (Л tsD QO 00 О ОО О5 Фиг.1

15

Герметик

Составитель А. Никифоров

Редактор Г. ВолковаТехред И. ВересКорректор .Л. Ильин

Заказ 731/15Тираж 787Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-иолнграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4