“демонстрационное устройство “волшебные фейерверки”

Номер патента: 1801534

Автор: Сметанин

Скачать ZIP архив.

Текст

(535 ИЗОБРЕТЕН ОП СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОР(56) Демонстрационное устройство. Лекционные демонстрации по физике / Под ред,В, И.И вероновой, М.: Наука, 1972, с. 258-259.(57) Использование: в демонстрационныхустройствах, в оптических игрушках, Сущиг,7 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ность изобретения: демонстрационное устройство содержит заполненную жидкой средой 2, герметичную прозрачную емкость 1, внутри которой с возможностью хаотического перемещения размещены механические частицы 3, 4 и 5, выполненные из материала с эффектом памяти формы с возможностью изменения плавучести с положительной на отрицательную или наоборот посредством нагрева с одного из торцов герметичной прозрачной емкости 1. 2 ил.Изобретение относится к устройствам для демонстрации оптических эффектов, а именно к оптическим игрушкам.Целью изобретения является повышение занимательности, а именно получение новых оптических эффектов, повышение надежности в работе, уменьшение веса, получение циклического непрерывного, повторения оптических аффектов без переворота игрушки.На фиг. 1 изображена оптическая игрушка с механическими частицами, выполненными из материала и эффектом памяти формы, обладающего обратным эффектом памяти формы, с нагревательным элементом в виде электрической спирали; на фиг, 2 - игрушка с электрическими контактами.Оптическая игрушка содержит прозрачную, герметичную емкость 1, заполненную текучей жидкой средой 2 и погруженные в эту среду, с возможностью хаотического пе. ремещения, механические частицы 3, при этом механические частицы 3 выполнены из материала с эффектом памяти формы, обладающего обратным эффектом запоминания формы, которые имеют в нагретом состоянии при температуре выше начала и в холодном состоянии при температуре ниже конца мартенситного превращения соответственно форму с отрицательной 4 и положительной 5 плавучестью. Механические частицы 3 могут быть выполнены, например, из титано-никелевого сплава (состав: 54-56 никеля, остальное титан, предел прочности - 87 кгс/мм 2, предел выносливости на базе 107 циклов 49 кгс/мм ), способны при нагреве принимать полученную в процессетермообработки конфигурацию(форму), восстанавливаемую до первоначальной при охлаждении, т,е, обладающего свойством многократного обратимого изменения формы при многократном термоциклировании за счет обратимых пластических деформаций в сплаве, претерпевающем обратимое мартенситное превращение в упорядоченных фазах при нагреве и охлаждении соответственно выше (температура срабатывания выше 60 С) и ниже (температура возврата ниже 40 С) интервала температур мартенситного превращения (40-60 С).Механические частицы 3 изготавливают следующим образом.В закрытом штампе под нагрузкой формуют из сплава титан-никель механические частицы 3 формы с отрицательной плавучестью 4 и, не открывая штампа, подвергают их отжигу при температуре 500 С в течение 1 ч с последующим охлаждением в закрытой форме до температуры ниже 40 С. Затем открывают Форму и механические частицы 3 с отрицательной плавучестью 4 подвергаютпластической деформации, образуя механические частицы формы с положительнойплавучестью 5.5 Оптическая игрушка работает следующим образом,Механические частицы 3 могут находиться в одном из двух начальных состояний. Первое состояние, когда механическая10 частицы 3 находится у нижнего 6 торца емкости 1, второе - у верхнего торца 7, Тогдаподвод и отвод тепла соответственнок верхнему 7 и от нижнего 6 торцев емкости 1приводит к тому, что механические частицы15 3 в зависимости от своего начального состо-яния охлаждаются (нагреваются), изменяютсвою форму на противоположную и всплывают (оседают) под действием преобладающей архимедовой силы Еа (силы тяжести Ет).20Подвод тепла (нагрев механических частиц 3) может осуществляться следующимобразом,На верхнем торце 7 может быть установ 25 лен нагревательный элемент 8 (электрическая спираль, кювета с горячей жидкостьюи т.п.), при этом механическая частица 3 сположительной плавучестью 5 (архимедовасила Ев больше силы тяжести Ет), переме 30 стившаяся вверх под действием преобладающей архимедовой силы Е. касается верхнего7 торца емкости 1, через который подводится тепло от нагревательного элемента 8(фиг. 1). Механическая частица 3 нагревает 35 ся до температуры выше 60 С, при этом всплаве титан-никель происходит обратноемартенситное превращение и механическаячастица 3 меняет свою форму на противоположную, т,е. на форму с отрицательной 4 пла 40. вучестью. Объем частицы уменьшается,уменьшается архимедова сила Ез, котораястановится меньше силы тяжести Е механической частицы, нарушается равновесие сили механическая частица 3 перемещается к45 нижнему 6 торцу емкости 1. Емкость 1 вверхнем торце 7 может иметь два электических контакта 9 (фиг. 2), при этом механическая частица 3 с положительной плавучестью5, переместившаяся к верхнему торцу 7 под50 действием преобладающей архимедовойсилы Еэ, замыкает электрические контакты9, по механической частице 3 проходит электрический ток, нагревая ее. Механическаячастица 3 нагревается до температуры выше55 60 С, при этом в сплаве титан-никель происходит обратное мартенситное превращение и механическая частица 3 меняет своюформу на противоположную, т,е. на форму сотрицательной плавучестью 4, Объем частицыуменьшается, уменьшается архимедова сила1801534 5 Рз, которая становится меньше силы тяжести Ет механической частицы, нарушается равновесие сил и механическая частица 3 перемещается к нижнему торцу 6 емкости 1, На этом цикл перемещения частицы 3 заканчивается, Повторение циклом может производиться сколько угодно раз.Неодновременный нагрев и охлаждение механических частиц приводит к хаотическому непредсказуемому их перемещению в заполняющей среде 2. Одни частицы будут перемещаться к нижнему торцу 6, другие - к верхнему торцу 7 емкости 1. Механические частицы 3 могут сталкиваться и в результате этого совершать дополнительно вращательные и колебательные движения, приобретая при столкновению горизонтальную составляющую скорости.Если частицы выполнить различного объема в холодном (нагретом) состоянии, то они будут обладать различной плавучестью, разность архимедовой силы Г и силы тяжести Гт будет неодинакова и они будут перемещаться с разными вертикальными скоростями, при этом одни частицы будутобгонять другие,Таким образом, использование изобретения позволяет существенно повысить эа 5 нимательность игрушки, а именно.улучшить оптические эффекты, сделать игрушку действующей непрерывно во времени сколько угодно долго, уменьшить вес иповысить надежность в работе,10 Формула изобретенияДемонстрационное устройство, содержащее заполненную текучей средой прозрачную емкость, в которой размещенымеханические частицы, выполненные с воз 15 можностью изменения своей плавучести посредством нагрева, о т л и ч а ю щ е е с я; ем,что, с целью повышения занимательности,прозрачная емкость выполнена герметичной, а механические частицы выполнены из20 материала с эффектом памяти формы с возможностью изменения плавучести С отрицательной на положительную или наоборотпосредством нагрева с одного из торцовгерметичной прозрачной емкости,

Смотреть

Заявка

4946995, 18.06.1991

ОРГАНИЗАЦИЯ "ГЕРМЕС"

СМЕТАНИН СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: A63H 23/00, A63H 33/22

Метки: волшебные, демонстрационное, фейерверки

Опубликовано: 15.03.1993

Код ссылки

<a href="http://patents.su/3-1801534-demonstracionnoe-ustrojjstvo-volshebnye-fejjerverki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">“демонстрационное устройство “волшебные фейерверки”</a>

Похожие патенты