Термобиметаллический преобразователь Советский патент 1983 года по МПК F03G7/06 

(54) ТЕРМОБИМЁТАЛЛИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1 Изобретение относится к преобразователям тепловой энергии в механическую, в которых полезные перемещения обеспечиваются за счет тепловых деформаций термобиметалла.

Известен термобиметаллический преобразователь, содержащий термобиметаллическое устройство, устайовленно на неподвижном основании с возможностью углового перемещения при подводе тепла 1.

Недостатком этого устройства является узкая область его применения, обусловленная невозможностью получения вращательного ;1,вижения и постоянной ориентации приводимого в движение устройства на источник тепла.

Наиболее близким к изобретению является термобиметаллический преобразователь, содержащий установленные на параллельных осях барабаны, по крайней мере одни из которых выполнен подвижным, и термобиметаллическое устройство, прижатое к подвижному барабГану при помощи пружины 2.

Этот преобразователь обеспечивает получение вращательного движения за счет взаимодействия барабана с изгибающимся

ПОД действием тепла термобиметаллического устройства, однако ориентация приводимого вдействие устройства на источник тепла в этом техническом решении также не обеспечивается, что не позволяет использовать его в качестве датчика положения источника тепла и ограничивает область применения преобразователя.

Цель изобретения - расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что другой барабан установлен неподвижно и снабжен прикрепленными к нему упругими элементами, термобиметаллическое устройство выполнено в виде полого цилиндра, соосно охватывающего неподвижный барабан и примыкающего своей внутренней поверхностью к его упругим элементам, на оси неподвижного барабана с обеих сторон с возможностью вращения дополнительно установлены кулисы, в пазах которых с возможностью перемещения вдоль пазов расположена ось подвижного барабана.

На фиг. 1 схематически изображён предлагаемый преобразователь в исходном положении в начале нагрева его термобиметаллического устройства; на фиг. 2 - преобразователь с измененной в результате нагрева формой термобиметаллического устройства; на фиг. 3 - положение преобразователя после ориентации его подвижного барбана на источник тепла; на фиг. 4 - вид на преобразователь перпендикулярно плоскости осей его барабанов.

Преобразователь содержит установленные на параллельных осях 1 и 2 подвижный

3и неподвижный 4 барабаны. Неподвижный барабан 4 жестко соединен с осью 2 при ПОМОШ.И шпонки 5 и снабжен прикрепленными к нему упругими элементами 6. К подвижному барабану 3 прижато при помощи пружин 7 термобиметаллическое устройство 8, выполненное в виде полого цилиндра, соосно охватывающего неподвижный барабан 4 и примыкающего своей внутренней поверхностью к его упругим элементам 6. На оси неподвижного барабана

4с обеих сторон с возможностью вращения установлены кулисы 9, в пазах которых с возможностью перемещения вдоль последНих расположена ось 1 подвижного барабана 3. На ось.1 надеты барабан 3 и втулки

10, к последним прикреплены пружины 7, противоположные концы пружин 7 закреплены На кулисах 9. На оси 1 неподвижно закреплено устройство 11, которое необходимо ориентировать на источник 12 тепла. Ось 1 зафиксирована от вращательного движения относительно кулис 9.

Преобразователь работает следующим образом.

Если один из участков цилиндра 8 нагревается от источника 12 тепла, то в месте нагрева цилиндр 8 под воздействием тепла изменяет свою форму (позиция 13 нах{)иг. 2).

Если активный слой, например, немагнитная сталь, расположен на наружной поверхности, а пассивный, например, инвар - на внутренней поверхности цилиндра 8, то деформация цилиндра 8 приводит к уменьщению поверхности его контакта с подвижным барабаном 3 со стороны нагрева (фиг. 2) Это приводит к возникновению вращающего момента, который заставляет вращаться подвижный барабан 3 по часовой стрелке, так как он поджат пружинами 7 к цилиндРУ 8.

При вращении подвижного барабана 3, находящегося в контакте с цилиндром 8, он обегает цилиндр 8, заставля перемещаться устройство 11 к источнику 12 тепла.

Вращение подвижного барабана 3 происходит до тех пор пока он не устанавливается на линии, соединяющей цилиндр 8 и источник 12 тепла, так как он в данном случае устанавливается в месте наибольщей деформации цилиндра 8.

При неизменном положении источника 12 тепла , преобразователь сохраняет занятое положение, потому что в этом случае происходит симметричная деформация цилиндра 8 относительно линии, соединяющей неподвижный 4 и подвижный 3 барабаны и источник 12 тепла. Такая симметричная деформация цилиндра 8 не приводит к возникновению вращающего момента (фиг. 3).

Если источник тепла меняет свое положение, перемещаясь вокруг оси 2 в растворе угла чувствительности р (фиг. 4), то подвижный барабан 3 отслеживает это перемещение источника 12 тепла, двигаясь в направлении его перемещения.

Применение предлагаемого термобиметаллического преобразователя позволяет автоматизировать процесс слежения за источником тепла. Этот преобразователь можно, кроме того, использовать в качестве датчика положения источника тепла.

Формула изобретения

Термобиметаллический преобразователь, содержащий установленные на параллельных осях барабаны, по крайней мере, один из которых выполнен подвижным, и термобиметаллическое устройство, прижатое к подвижному барабану, при помощи пружины, от./гичаюи ыйся тем, что, с целью расщирения области применения, другой барабан установлен неподвижно и снабжен прикрепленными к нему упругими элементами, термобиметаллическое устройство выполнено в виде полого цилиндра, соосно охватывающего неподвижный барабан и примыкающего своей внутренней поверхностью к его упругим элементам, на оси неподвижного барабана с возможностью вращения дополнительно установлены кулисы, в пазах которых с возможностью перемещения вдоль пазов расположена ось подвижного барабана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ст. «Тепловой релейньш элемент. Политехнический словарь под ред. И. И. Артоболевского. М., «Советская энциклопедия, 1976, с. 492, 493,.

2.Авторское свидетельство СССР № 478123, кл. F 03 G 7/06, 1973,

12