Мартенситный двигатель Советский патент 1987 года по МПК F03G7/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловьп двигателям, в которых для получения механической энергии используются тепловые деформации рабочих элементов из материала с термомеханической памя тью, и может быть использовано для создания безредукторных низкооборотных приводов, различных механизмов и утилизаторов тепла.

Целью изобретения является повышение эффективности использования материала элементов в переменных режимах работы и улучшение эксплуатационных характеристик.

На фиг.1 изображена кинематическая схема предлагаемого мартенсит- ного двигателя; на фиг.2 - система его теплообеспечения,

Двигатель содержит корпус 1 и два связанных с выходным валом 2 диска 3 и 45- установленных с возможностью вращения вокруг двух взаимно наклоненных осей. Диски 3 и 4 соединены между собой рабочими элементами 5 в виде Нитей из материала, обладающего эффектом термомеханической памяти формы. Двигатель имеет также средства нагрева и охлаждения элементов 5, выполненные в виде подсоединенного через переключатель 6 в виде тройного вентиля к источникам 7 и 8 соответственно горячего и холодного теплоносителей и к сливу 9 резервуара 10 и источника 11 электрического тока, подсоединенного к рабочим элементам 5 через коллектор 12, Оба диска 3 и 4 погружены в резервуар 10 на глубину, меньшую их радиуса. Двигатель снабжен средствами изменения и фиксации взаимного наклона осей дисков.3 и 4, угла поворота плоскости этих осей и расстояния между дисками 3 и 4 в виде смонтированных на полом валу 13 подвесов 14 и 15 с фиксаторами 16 равных углов поворота дисков 3 и 4 относительно перпендикулярных полому валу 13 параллельных осей 17 и 18, Подвес 14 диска 3 вы- полнен в виде закрепленной на полом валу 13 оси 17 и установленной на этой оси поворотной втулки 19. Подве 15 диска 4 выполнен в виде оси 18, установленной на полом валу 13 с возможностью перемеш;ения вдоль последнего на кольце 20, и установленной на оси 18 поворотной втулки 21, Кольцо 20 поводком 22 соединено

с винтовой парой, состоящей из гайки 23 и винта 24, Полый вал 13 установлен с возможностью поворота вокруг

своей оси и снабжен фиксатором 25

его положения относительно корпуса 1, Выходной вал 2 размещен внутри полого вала 13 и связан с установленным на подвижном подвесе 14 диском 3

при помощи закрепленного на последнем поводка 26, Поводок 26 имеет форму полуокружности с центром на оси выходного вала 2 и размещай 6 плоскости, перпендикулярной оси 17

(на фиг,1 поводок 26 условно показан повернутым на 90 вокруг оси вала 2 и введен в плоскость чертежа для наглядности) ,

При работе двигателя оба диска 3

и 4 повернуты навстречу друг другу на равные углы вокруг осей 17 и 18 и зафиксированы фиксаторами 16, Оба подвеса 14 и 15 вместе с полым валом 13 повернуты вокруг оси вала 13 до оптимального совмещения зон изменения деформации и температуры рабочих элементов 5,Положение полого вала 13 зафиксировано фиксатором 25, Посредством винта 24, гайки 23 и поводка 22 придано натяжение рабочим элементам 5, Если резервуар 10 подсоединен к источнику 7 горячего теплоносителя, то диски 3 и 4 вращаются, перенося элементы 5 из зоны нагрева в

резервуаре 10 в зону охлаждения вне резервуара 10. Вращение дисков 3 и 4 обусловлено сокращением при нагреве рабочих элементов 5 в результате проявления эффекта памяти их материала,

При этом элементы 5 движутся всегда параллельно поверхности теплоносителя в резервуаре 10, В случае перебоев подачи горячего теплоносителя резервуар 10 переключателем 6 подклю чается к источнику 8 холодного теплоносителя, полый вал поворачивается на 180, а рабочие элементы 5 подключаются к источнику 11 электрического тока. При нагреве рабочих элементов 5 электрическим током зоны

их нагрева и охлаждения меняются мес- тами, и чтобы избежать реверса двигателя необходим описанный поворот полого вала 13,

Предлагаемый двигатель позволяет осуществить параллельный перенос рабочих элементов в форме нитей через зоны нагрева и охлаждения и их границы, что обеспечивает реализацию

однородного по длине изменения температуры и напряженного состояния рабочих элементов 5 (растяжения нитей) по всему объему. Это сут1;ественно повышает эффективность использования материала рабочих элементов 5.

Наличие регулировки положения зон нагрева и охлаждения, натяжения элементов 5 и размаха их деформации (последнее за счет согласованного поворота дисков 3 и 4 вокруг осей 17 и 18 при неизменном положении выходного вала 2) су1дественно улучшает эксплуатационные .характеристики двигателя, делая его легко регулируемым и настраиваемым на оптимальные режимы работы- в зависимости от величины нагрузки. Система теплообеспечения двигателя позволяет сохранить его работоспособность при возможных перебоях подачи горячего теплоносителя.

Формула изобретения

Мартенситный двигатель, содержащий корпус, два связанных с выходным валом диска, установленных с возможностью вращения вокруг яъук взаимно Наклоненных осей и соединенных между собой рабочими элементами из материала с термомеханической памятью изменения их длины, а также средства нагрева и охлаждения элементов, отличающийся тем, что, с

целью повьшения эффективности использования материала элементов в переменных режимах работы и улучшения эксплуатационных характеристик, он дополнительно снабжен средствами изменения и фиксации взаимного наклона осей дисков, угла поворота плоскости этих осей и расстояния между дисками

в виде смонтированных на полом валу подвесов с фиксаторами равных углов поворота дисков относит ельно перпен- Дикулярньтх полому валу лараллельных осей, причем подвес одного дисйа закреплен на полом валу, а подвес другого диска установлен на полом валу с возможностью перемещения вдоль последнего и соединен с дополнительно установленной.винтовой парой, полый вал установлен с возможностью поворота вокруг своей оси и снабжен фиксатором его положения относительно корпуса, выходной вал размещен полого вала и связан с установленным на неподвижном подвесе диском при помощи дополнительно закрепленного на -последнем поводка, средства нагрева и охлаждения выполнены в виде подсоединенного через

переключатель к источникам горячего и холодного теплоносителей и к сливу резервуара, в который оба диска погружены на глубину, меньшую их радиуса, и источника электрического тока, подсоединенного к рабочим элементам через коллектор.

16

2S

Г7 1Э

фиб.7

/

Изобретение относится к тепловым двигателям и м.б. использовано для создания безредукторных приводов различных механизмов и утилизаторов тепла. Цель изобретения - повьшение эффективности использования материалов в переменных режимах работы и улучшение эксплуатационньк х-к. Двн гатель снабжен средствами изменения и фиксации взаимного наклона осей дисков 3 и 4, угла поворота плоскости этих осей и расстояния между дисками 3 и 4. Средства нагрева и охлаж дения рабочих элементов (РЭ) 5 выполнены в виде подсоединенного через переключатель 6 к источникам 7 и 8 горячего и холодного теплоносителей и к сливу 9 резервуара 10.и источника Ы электрического тока, подсоединенного к РЭ 5 через коллектор 12, Такое выполнение позволяет осуществить параллельный перенос РЭ 5 в форме нитей через зоны нагрева и охлаждения их границ, что обеспечивает реализацию однородного по длине изме- нения температуры и напряженного сое- тоя ния РЭ 5 по всему объему. 2 ил. d 3 (Л . 2 со со со 00 ю Л-н / S