Преобразователь энергии Советский патент 1991 года по МПК F03G7/06 

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а именно к преобразователям энергии, работающим на основе материалов с эффектом памяти формы, и может быть использовано в качестве привода различных механизмов.

Целью изобретения является повышение эффективности в работе преобразователя.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Устройство содержит нагреватель 1, состоящий из чередующихся полупроводниковых пластин с электронной (п) и дырочной (р) проводимостью. В верхней части нагревателя 1 .между его полупроводниковыми пластинами защемлены пластины 2 исполнительного механизма из материала, обладающего эффектом памяти формы. Свободные концы пластин 2 взаимодействуют со звеном отбора мощности, выполненным в виде поршня 3, подпружиненного возвратной пружиной 4 и соединенного со штоком 5. В нижней части нагревателя 1 между его полупроводниковыми пластинами защемлены медные шины 6, свободные концы которых образуют радиатор. Пластины 2 и шины 6 защемлены в промежутках нагревателя 1 поочередно с изолирующими прокладками 7, выполненными, например, из резины, Блок, образованный пластинами нагревателя 1, пластинами 2, шинами 6 и прокладками 7, жестко собран с помощью двух винтов 8. вкрученных в корпус 9. В корпусе 9 размещены электрические контакты 10, через которые к нагревателю 1 подводится напряжение от реверсивного источника постоянного тока (не показан).

Преобразователь энергии работает следующим образом.

В исходном положении через нагреватель 1 пропускается электрический ток такого направления, что в местах контакта пластин 2 с полупроводниковыми пластинами нагревателя 1 суммарный эффект Пель- тье приводит к дополнительному (джоулеву)тепловыделению. Пластины 2 на- греваются и восстанавливают свою форму, распрямляясь, что приводит к перемещению вверх поршня 3 со штоком 5. При пропускании через нагреватель 1 электрического roka обратного направления суммарный эффект Пельтье приводит к охлаждению пластин 2, в результате чего они занимают исходное положение под действием поршня 3 и пружины 4. Медные шины б позволяют отвести избыточное тепло при

выделении его в нижней части нагревателя 1 и уменьшить теплопотери при охлаждении нижней части нагревателя 1.

Нагреватель 1 макетного образца преобразователя был изготовлен из полупроводниковых пластин сечением 4x4 мм и высотой 35 мм. Пластины 2 были изготовлены из титано-никелевого сплава типа ТН-1 толщиной 0,4 и шириной 4 мм, высота их 25

0 мм, шины 6 из медной фольги толщиной 0,4, шириной 15 и высотой 30 мм; корпус 9 устройства из органического стекла; поршень 3 из силикатного стекла. Питание устройства осуществлялось от источника постоянно5 го тока типа ЛИПС-35, Лабораторные испытания показали, что при напряжении 5 В и токе 6А на штоке 5 может развиваться усилие до 10 Н.

Изобретение позволяет повысить эф0 фективность в работе преобразователя за счет теплоподвода и теплоотвода непосредственно от исполнительного механизма, обеспечивающего к тому же электрический контакт. Это приводит к уменьшению тепло5 потерь и времени срабатывания устройства.

Кроме того, жесткое неподвижное закрепление нагревателя 1 позволяет исключить динамические нагрузки на последний,

0 что повышает надежность устройства, Формула изобретения Преобразователь энергии, содержащий корпус, звено отбора мощности, нагреватель в виде электрически соединенных чере5 дующихся пластин из полупроводниковых материалов с электронной и дырочной проводимостью, реверсивный источник постоянного тока, подключенный к нагревателю, а также исполнительный механизм из мате0 риала с эффектом памяти формы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, преобразователь снабжен медными шинами и изолирующими прокладками, звено отбора мощности

5 снабжено возвратным упругим элементом, а исполнительный механизм выполнен с возможностью взаимодействия свободными концами со звеном отбора мощности в виде пластин, размещенных с одной сторо0 ны нагревателя в промежутках между неподвижно установленными пластинами последнего поочередно с изолирующими прокладками, причем с противоположной стороны нагревателя в промежутках между

5 пластинами последнего установлены медные шины поочередно с изолирующими прокладками.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к преобразователям энергии, работающим на основе материалов с эффектом памяти формы, и может быть использовано в качестве привода различных механизмов. Изобретение позволяет повысить эффективность работы преобразователя за счет теплоподвода и теплоотвода непосредственно от исполнительного механизма, обеспечивающего к тому же электрический контакт. Это приводит к уменьшению теплопотерь и времени срабатывания устройства. В исходном положении через нагреватель 1 пропускают ток такого направления, что суммарный эффект Пельтье вызывает дополнительный к джоулеву нагрев пластин 2 из материала с памятью формы. Пластины 2 нагреваются и восстанавливают свою форму распрямляясь, что приводит к перемещению вверх поршня 3 со штоком 5. При пропускании тока обратного направления суммарный эффект Пельтье приводит к охлаждению пластин 2, в результате чего они занимают исходное положение под действием поршня 3 и пружины 4. 1 ил.