Реверсивный магнитно-тепловой двигатель Советский патент 1987 года по МПК F03G7/00 

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а именно к реверсивным магнитно-тепловым двигателям с электрическим нагревом и охлаждением термомагнитного элемента и может быть использовано в качестве электрогидравлического исполнительного механизма.

Целью изобретения является упрощение конструкции путем использовани для реверса двигателя нагрева и охлаждения одного и того же элемента одним и тем же средством,

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого двигателя; на фиг. 2 - зависимость остаточной намагниченности его термомагнитного элемента, изготовленного из интерметаллического соединения туллия и кобальта , от температуры.

Двигатель содержит корпус в виде фланца 1, закрепленный на нем термо- магнитньш элемент в виде инверсионного постоянного магнита 2, а также подвижно установленные относительно последнего прикрепленные друг к другу силовые постоянные магниты 3 и 4 обращенные к инверсионному магниту 2 одноименными полюсами и соединенные через зубчатую реечную передачу 5 с звеном 6 отбора мощности, например с -регулирующим клапаном. Магнит 2 расположен между магнитами 3 и 4. Инверсионный постоянный магнит 2 выполнен например, из сплава интерметаллического соединения туллия и кобальта Тт.Со.,, имеющего свойство изменять направление намагниченности на противоположное при достижении температу- ры Т.. компенсации магнитных моментов

г

подрешеток ферромагнетика, причем инверсия магнитного поля в различных сплавах происходит в широком диапа

зоне температур: 20-300 К. На внешней g магнит 3 отталкивается от инверсионповерхности инверсионного магнита 2 закреплено средство нагрева и охлаждения в виде полупроводниковой термоэлектрической батареи 7, подключенной через двухполюсньш переключатель 8 и переменный резистор 9 к источнику 10 постоянного электрического тока. Термоэлектрическая батарея 7 соединена с инверсионным магнитом 2 для обеспечения теплового контакта между ними теплопроводными пластинами 11, выполненными, например, из меди.

Между инверсионным магнитом 2 и силовыми магнитами 3 и 4 размещены

50

55

ного магнита 2, перемещая рейку передачи 5, которая, в свою очередь, вращает шестерню звена 6 отбора мощности. Перемещение магнитов 3 и 4 относительно фланца 1 вызывает уменьшение объема камеры 12 и увеличение объема камеры 13, сопровождающееся перетеканием жидкости 14 из камеры 12 в камеру 13 по трубопроводу 15 до момента выравнивания давления жидкости 14 в камерах 12 и 13, При охлаждении инверсионного магнита 2 до температуры-Т, происходит изменение направления его намагниченности на

0

15

20

03402

соосные камеры 12 и 13, заполненные жидкостью 14 например антифризом. .Камеры 12 и 13 гидравлически сообщены между собой посредством трубопровода 15, пропущенного через отверстие фланца 1 и инверсионного магнита 2, Боковые стенки камер 12 и 13 выполнены гофрированными из ферромагнитных, например железных пластинок 16, соединенных между собой эластичным материалом 17, например резиной. Наружные торцы камер 12 и 13 прикреплены к силовым магнитам 3 и 4 соответственно. Инверсионньй магнит 2 термоизолирован от камер 12 и 13 прокладками 18, выполненными из пенопласта.

Двигатель работает следугацим обг- разом.

В исходном положении, когда температура инверсионного постоянного магнита 2 равна Tj, величина его оста

точной намагниченности равна нулю (фиг. 2), при этом объемы камер 12 и 13 равны, и силовые магниты 3 и 4 находятся в нейтральном положении. При нагреве инверсионного магнита 2 тер- моэлектрИ ческой батареей 7 через

пластины 11 до температуры Т„ происходит увеличение его остаточной намагниченности до значения I,

В ре

зультате этого происходит силовое магнитное взаимодействие между инверсионным магнитом 2 и силовыми магнитами 3 и 4 через магнитопровод, образованный ферромагнитными пластинками 16 камер 12 и 13. фи этом направление магнитного поля магнита 2 совпадает с направлением магнитного поля магнита 4 и направлено встречно с магнитным полем магнита 3. Вследствие этого 4 притягивается, а

магнит 3 отталкивается от инверсион

ного магнита 2, перемещая рейку передачи 5, которая, в свою очередь, вращает шестерню звена 6 отбора мощности. Перемещение магнитов 3 и 4 относительно фланца 1 вызывает уменьшение объема камеры 12 и увеличение объема камеры 13, сопровождающееся перетеканием жидкости 14 из камеры 12 в камеру 13 по трубопроводу 15 до момента выравнивания давления жидкости 14 в камерах 12 и 13, При охлаждении инверсионного магнита 2 до температуры-Т, происходит изменение направления его намагниченности на

противоположное до величины 1, (фиг. 2). При этом указанные выше процессы протекают в противоположном напр авлении. Быстрому нагреву и ох- лаждению инверсионного магнита 2 способствуют термоизоляционные прокладки 18, препятствующие передаче тепла (холода) жидкости 14 и уменьшающие таким образом тепловую инер Цию двигателя.. .

Изменением направления электрического тока в полупроводниковой, термоэлектрической батарее 7 посредством двухполюсного переключателя 8 и величины тока посредством переменного резистора 9 достигается изменение направления и величины поступательных перемещений силовых магнитов 3 и 4, а также углового перемещения, соединенного с ними через передачу 5 звена 6 отбора мощности. Упрощение конструкции двигателя при этом достигается использованием для его реверса нагрева и охлаждения единственного термомагнитного элемента - инверсионного магнита 2 (вместо двух различных элементов в прототипе,один из которых приобретает магнитные свойства при нагреве и теряет их при охлаждении, а второй, наоборот,. приобретает магнитные свойства при охлаждении и теряет их при нагрепричем и для нагрева,.

е),

для охлаждения в предлагаемом Двигателе используется одно и то же средство - термоэлектрическая батарея (вместо раэных средств - электронагревателя и поддона с охлаждающей жидкостью в прототипе).

g 10

30340

Формула изобретения

1. Реверсивный магнитно-тепловой двигатель, содержащий корпус, подвижно установленные друг относительно друга термомагнитный элемент и силовой постоянньй магнит, а также источник электрического тока, средства нагрева и охлаждения элемента и звено отбора мощности, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции путем использования для реверса двигателя нагрева и охлаждения одного и того же элемента одним и тем же средством, он снабжен допо Анительным силовым постоянным магнитом, элемент вьшолнен в виде инверсионного постоянного магнита и закреплен на корпусе между силовыми магнитами, последние прикреплены друг к другу, соединены с эвеном отбора мощности и обращены к элементу

15

20

одноименными полюсами, а средство нагрева и охлаждения вьтолнено в виде полупроводниковой т моэлектри- ческой батареи, закрепленной на внешней поверхности инверсионного магнита и подключенной через дополнительно установленные двухполюсный переключатель и переменньй резистор к источнику постоянного тока.

2. Двигатель поп.1, отличающийся тем, что он снабжен двумя размещенными между элементом и

силовыми магнитами соосными камерами, заполненными жидкостью и гидравлически сообщенными между собой, причем боковые стенки камер выполнены гофрированными из ферромагнитных пластинок, соединенных между собой эластичным материалом.

Т

Фи.г

Изобретение м.б. использовано в качестве электрогидр авлического исполнительного механизма. Цель - упрощение конструкции. Термомагнитный элемент вьшолнен в виде инверсионного магнита 2, закрепленного на корпусе 1 между силовыми магнитами 3 и 4,обт ращенными к элементу одноименными полюсами. Заполненные жидкостью соос- ные камеры 12 и 13 размещены между элементом и магнитами 3 и 4 и гидравлически сообщены между собой. Боковые стенки камер 12 и 13 выполнены гофрированными из ферромагнитных пластинок 16, соединенных между .собой эластичным материалом 17. Средство нагрева и охлаждения вьтолнено в виде полупроводниковой термоэлектрической батареи 7, закрепленной на поверхности магнита 2 и подключенной к источнику 10 постоянного тока. При таком выполнении для реверса двигателя нагрева и охлаждения используется единственный термомагнитньй элемент - магнит 2, причем и для нагрева, и для охлаждения используется одно и то же средство - батарея 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ф (Л 00 со о со (fuel