Устройство для регулирования температуры в теплице Советский патент 1990 года по МПК A01G9/14 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сооружениям защищенного грунта, и может быть использовано для термостатирования помещений за счет использования солнечной, тепловой или электрической энергии.

Целью изобретения является повышение точности поддержания температуры в теплице.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение теплицы с устройством регулирования температуры; на фиг.2 - датчик нагрева; на фиг. 3 - датчик охлаждения; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - узел I на фиг, 5.

Устройство содержит датчик 1 охлаждения, соединенный посредством гибких тросов 2 и 3 с датчиком 4 наг- рева, а также гибким тросом 5 в первом варианте - с окном 6, шарнирно закрепленным на каркасе 7 теплицы, а во втором варианте - с рычагом 8 ре- гулятора 9 системы 10 отопления. Датчик 1 охлаждения закреплен на каркасе 7 посредством штавива 11, выполненного в виде пластичного стержня из материала, обладающего эффектами термоме- ханической памяти формы и сверхпластичности, например, из никелида,титана. Концы штатива 11 расширены,, имеют прорези 12 и снабжены соответственно двумя пружинами 13. Память штати ва 11 выражается в расширении проре зей 12 при нагреве и сжатии при охлаждении.

Датчик 4 нагрева, герметично закреплен на снабженной прорезью 14 стенке теплицы и выполнен в виде рабочего элемента 15 из тонкой проволоки, память которой выражается в уменьшении длины при нагреве и удлинении при охлаждении. Один конец рабочего элемента 15 посредством болта 16 регулирования длины и консоли 17 закреплен на станине 18, а второй - на малом плече рычага 19, имеющем форму лекала . Большое плечо рычага 19 посредством троса 2 и пружины 20 соответственно соединено с датчиком 1 охлаждения и станиной 18. Напротив рабочего элемента 15 в станине расположена рама 21, установленная посредством прокладки 22 в прорези 14 и снабженная двумя параллельными пазами 23, в которых расположена теплоизоляционная крышка 24, соединенная тросом 3

5

0

5

5

0

5

0

5

с датчиком 1 охлаждения. Последний выполнен в виде рабочего элемента 25 из набора тонких проволок 26, память которых выражается в уменьшении длины при нагреве и удлинении при охлаждении. Один конец рабочего элемента 25 посредством болта 27 регулирования длины и консоли 28 закреплен на станине 29, а второй посредством гибкой ленты 30 - на малом плече рычага 31, имеющем форму лекала. Большое плечо, рычага 31 снабжено собачкой 32 с пружиной 33, упорной пятой 34 и соединено пружиной 35 со станиной 29. На оси 36 рычага 31 шарнирно установлена ведущая шестерня 37 первого повышающего редуктора 38, снабженная храповидкой звездочкой 39. На последнюю опирается собачка 32„

Ведомая шестерня 40 редуктора 38 установлена посредством кронштейна 41 на станине 29 и соединена пружиной 42 с ведущей шестерней 43 второго повышающего редуктора 44, которая Снабжена храповидной звездочкой 45 и посредством оси 46 закреплена на станине 29. На осях 47 и 48 соответственно установлены две соединенные пружиной 49 собачки 50 и 51, опирающиеся на зведочку 45. Собачка 50 снабжена упорной пятой 52. контакта с пятой 34, а собачка 51 - упорной втулкой 53 контакта с пятой 54 троса 2,

Ведомая шестерня 55 редуктора 44 Установлена посредством оси 56 на станине 29 и снабжена рычагом 57 с осью 58 на свободном конце расположенной в направляющем пазу 59 планки 60. Во втором направляющем пазу 61 планки 60 расположена закрепленная на станине 29 направляющая рейка 62. Напротив рабочего элемемента 25 в станине 29 расположена прорезь, а на планке 60 закреплены параболоцилиндрический концентратор солнечной энергии 63,нагреватель 64 и штора 65. Нагреватель 64 выполнен в виде швеллера из теплопроводного теплоаккумулирующего материала с фазовым превращением, например из никелида титана, покрытого изнутри теплопроводной, например графитовой, смазкойо Обе полки этого швеллера выполнены упругими, прижатыми друг к другу, причем одна из них, обращенная к параболоцилиндрическому концентратору солнечной энергии 63, покрыта селективным поглотителем, остальная же наружная поверхность нагревателя

64 закрыта эластичным теплоизоляционным кожухом 66. Стенка швеллера-нагревателя 64 снабжена отверстием 67 и установленным в электроизоляционной, например, фарфоровой трубке 68 электронагревателем 69, например из нихрома.

На станине 29 установлены два штуцера 70 и две клеммы 71. Штуцеры 70 соединены эластичными шлангами 72 с отверстием 67, а клеммы 71 посредством двух проводов 73 - с электронагревателем 69. В первом варианте нагре-- ватель 64 потребляет сконцентрирован- ную параболоцилиндрическим концентратором 63 солнечную энергию, во втором штуцеры 70 соединены двумя шлангами 74 с системой 10, а в третьем клеммы 71 соединены с электропровод- кой 75 теплицы двумя проводами 76. К звездочке 39 прижата пружиной 77 собачка 78, установленная посредством оси 79 на станине 29.

I

Устройство работает следующим образом.

Когда температура в теплице ниже заданной отметки термостатирования рабочий элемент 15 охлаждается атмосферным воздухом через неприкрытую крышкой 24 прорезь 14, а рабочий элемент 25 охлаждается воздухом тепли- цЫл находясь вне теплового контакта с нагревателем 64, постоянно питае- мым в первом варианте сконцентрированным параболоцилиндрическим концентратором 63 солнечным излучением, во втором варианте от системы 10, а в тре

тьем варианте - от электропроводки 75 При этом рабочий элемент 25 защищен от солнечного излучения шторой 65. По достижении рабочим элементом 25 заданной температуры термостатирова- ния благодаря лекальной конфигурации малого плеча рычага 31, обеспечивающей сложноорганизованкое нарастание нагрузки по мере удлинения рабочего элемента 25, происходит изотермичес- кое растяжение рабочего элемента 25, пружиной 35,завершающееся нажатием пят 34 на пяту 52. Собачка 50 поворачивается и ранее накопленная пружиной42 энергия высвобождаясь, поворачивает шестерню 43 до упора собачки 51 в зуб звездочки 45, что влечет поворот шестерни 55 с рычагом 57 на. 180°. Вызванное рычагом 57 линейное перемещение планQj

5

д

0

, Q

ки 60 посредством гибкого троса 5 в первом варианте вызывает закрытие ; окна 6, а во втором - поворот рычага 8. В обоих случаях результатом является повышение температуры в теплице.

Крышка 24 посредством троса 3 закрывается, теплоизолируя рабочий элемент 15 от атмосферного воздействия. Происходит нагрев рабочего элемента 15 воздухом теплицы. Нагреватель 64. входит в теплообменный контакт с рабочим элементом 25, что приводит к нагреву и последующему уменьшению длины рабочего элемента 25, ведущему к взводу пружины 42 посредством взаимодействия собачки 32, звездочки 39 шестерни 37, а также шестерки 40.-По достижении рабочим элементом 15 заданной температуры благодаря лекальной конфигурации малого плеча рычага 19, обеспечивающей сложноорганизован- ное убывание нагрузки по мере уменьшения длины рабочего элемента 15, происходит изотермическое сжатие рабо- чего элемента 15 и взвод пружины 20.

На последней стадии деформации рабочего элемента 15 собачка 51 пово- рачивает ся вследствие взаимодействия пяты 54 с втулкой 53. Накопленная пружиной энергия, высвобождаясь, пово- рачивает шестерню 43 до упора собачки 50 в зуб звездочки 45, что влечет за собой поворот шестерни 55 и рычага 57 на 180 , сопровождаемый соответствующим линейным перемещением планки 60. В первом варианте происходит открытие окна 6, а во втором - поворот рычага 8. В обоих случаях результатом является понижение температуры в теплице. Крышка 24 посредством троса 3 открывается и рабочий элемент 15 начинает охлаждаться атмосферным воздухом. Нагреватель 64 выходит из теплообменного контакта с рабочим элементом 25, а штора-65 экранирует рабочий элемент 25 от солнечного излуче- ния Это обуславливает начало охлаждения рабочего элемента 25 воздухом теплицы, Далее цикл повторяется.

Формула изобр етения

1. Устройство для регулирования температуры в теплице, содержащее рабочие элементы, один из которых соединен с окном, шарнирно установленным на каркасе теплицы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поддержания температуры в теплице, устройство снабжено термоэлектрическим датчиком охлаждения с рабочим элементом, рычагом, двумя свя занными между собой повышающими редук торами, а кроме того, нагревателем,, параболоцилиндрическим концентратором солнечной энергии и датчиком нагрева, при этом один конец рабочего элемента датчика охлаждения закреплен на станине, а второй конец посредством гибкой тяги связан с имеющим форму лекала малым плечом рычага, большое плечо которого подпружинено относительно станины и снабжено пятой и подпружиненной собачкой, установленными с возможностью взаимодействия со явездочкой первого повышающего редуктора, а второй повышающий редуктор связан с планкой, установленной на .станине посредством направляющей рейки, при этом на планке закреплен нагреватель, кроме того, один конец второго рабочего элемента закреплен на станине датчика нагрева, а второй конец - на имеющем форму лекала малом плече рычага датчика нагрева, большое плечо которого посредством гибкого троса и пружины соединено с собачкой, которая взаимодействует с вторым повы шающим редуктором и станиной датчика нагрева, крышка датчика нагрева соединена с планкой, которая гибким тросом связана с рычагом механизма теп- лорегулирования.

5

10

t5

20

25

30

35

2„ Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый рабочий элемент выполнен в виде набора прямолинейных проволок,

30 Устройство по п. отличающееся тем, что второй рабочий элемент выполнен в виде прямолинейной проволокио

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нагреватель выполнен в виде швеллера, заполненного изнутри теплопроводной смазкой.

5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм теплорегулирования выполнен в виде водяной системы отопления.

6.Устройство по п. 1,, отличающееся тем, что рабочие элементы и нагреватель выполнены из ни- келида титана.

7.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нагреватель установлен в фокусе параболоцилиндри- ческого концентрата солнечной энергии и соединен с источником тока, а станина датчика охлаждения установлена на каркасе теплицы посредством штатива.

8 о Устройство по п. 7, отличающееся тем, что штатив выполнен в виде стержня с прорезями на снабженных пружинами концах.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что стержень выполнен из никелида титана.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сооружениям защищенного грунта, и может быть использовано для термостатирования помещений за счет использования солнечной, тепловой или электрической энергии. Цель изобретения - повышение точности поддержания температуры в теплице. Для этого в устройство введены датчики охлаждения 1 и нагрева 4 с рабочими элементами, соединенные между собой посредством гибких тросов. Датчик 1 охлаждения может быть соединен с окном 6, закрепленным на каркасе теплицы, или с рычагом 8 регулятора 9 системы 10 отопления, или с электропроводкой 75. Благодаря выполнению рабочих элементов датчиков 1 и 4 из материала, обладающего эффектами термомеханической памяти формы и сверхпластичности, например из никелида титана, происходит их расширение при нагреве и сжатие при охлаждении, что обуславливает слежение за температурой воздуха в теплице и поддержание ее на заданном уровне. 6 ил.

85 S $S $$5fc

IXI

-, -. -o J

V

««-

1

27

Фие.5

Ф

77 &

;j

77

Фиг. i

7J

Фие.6