Тепловой двигатель

ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий составной по длине термочувствительный элемент, закрепленный на исполнительном механизме и выполненный в виде жестко скрепленных между собой частей из сплавов, обладающих памятью кручения вокруг продольной оси при различных критических температурах для каждой части, отличающийся тем, что с целью обеспечения ступенчатого управляемого срабатывания частей, разница критических температур последних больше разницы их температур.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям, в которых для получения механической энергии используются тепловые деформации частей термочувствительности элемента из сплавов с термомеханической памятью, и может быть использовано при создании агрегатов автоматики, предназначенных для регулирования тепловых процессов, а также в противопожарной технике.
Целью изобретения является обеспечение ступенчатого управляемого срабатывания частей.
На фиг. 1 представлен предлагаемый двигатель при его использовании для регулирования вентиля, общий вид; на фиг.2 развертка термочувствительного элемента; на фиг.3 вид А на фиг.2.
Тепловой двигатель содержит составной по длине термочувствительный элемент 1, закрепленный одним концом на выходном запорном штоке 2 исполнительного механизма вентиля 3. Элемент 1 выполнен в виде жестко скрепленных между собой частей 4-6 из сплавов (например, никеля и титана), обладающих памятью кручения вокруг продольной оси при различных критических температурах мартенситного превращения (например, соответственно 40, 60 и 80^оС). Разница критических температур сплавов, из которых изготовлены части 4-6, больше разницы температур этих частей в любой фазе рабочего процесса. Второй конец элемента 1 жестко закреплен на ползуне 7, установленном в неподвижной направляющей 8, причем выступ 9 ползуна 7 размещен в канавке 10 направляющей 8 для предотвращения поворота ползуна 7 вокруг своей оси. Вокруг ползуна 7 и направляющей 8 размещена электрическая спираль 11 с выводами 12 для включения в электросеть. Вентиль 3 установлен в трубопроводе 13. Спираль 11 закрыта снаружи теплоизолирующим кожухом 14.
Двигатель работает следующим образом. При подаче на спираль 11 напряжения, соответствующего первой степени ее нагрева, происходит нагрев термочувствительного элемента 1 через направляющую 8 и ползун 7 до достижения критической температуры (40^оС) мартенситного превращения материала части 4 элемента 1. При этом в результате проявления термомеханической памяти часть 4 элемента 1 раскручивается, отодвигая ползун 7 и открывая вентиль 3 поворотом штока 2 на 1/3 часть его рабочего хода для пропускания жидкости или газа по трубопроводу 13. При последующей подаче на спираль 11 напряжения, соответствующего второй степени ее нагрева, происходит дальнейший нагрев элемента 1 до достижения критической температуры (60^оС) материала части 5 элемента 1. Часть 5 элемента 1 в результате проявления термомеханической памяти ее материала раскручивается, поворачивая шток 2 и увеличивая угол его поворота еще на 1/3 часть его рабочего хода. При дальнейшем нагреве элемента 1 до достижения критической температуры (80^оС) материала части 6 элемента 1 происходит дальнейший поворот штока 2 с завершением его рабочего хода и обеспечением максимального открытия вентиля 3.
Закрывается вентиль 3 в обратном порядке ступенями по мере остывания частей 4-6 после отключения их нагрева и возвращения частей 4-6 в первоначальную форму.
Использование предлагаемого двигателя обеспечивает ступенчатое регулирование параметров различных процессов при одновременном обеспечении простоты конструкции двигателя.
Изобретение относится к машиностроению. Оно позволяет обеспечить ступенчатое управляемое срабатывание частей термочувствительного элемента (ТЭ). Разница критических т-р сплавов, из которых изготовлены части 4 6 ТЭ 1, больше разницы т-р этих частей в любой фазе рабочего процесса. При подаче на спираль 11 напряжения, соответствующего первой степени ее нагрева, происходит нагрев ТЭ 1 через направляющую 8 и ползун 7 до достижения критической температуры (КТ) 40°С мартенситного превращения материала части 4 ТЭ 1. При этом в результате проявления термомеханической памяти часть 4 раскручивается, отодвигая ползун 7 и открывая вентиль 3 поворотом штока 2 на 1/3 часть его рабочего хода. При последующей подаче на спираль 11 напряжения, соответствующего второй степени ее нагрева, происходит дальнейший нагрев ТЭ 1 до достижения КТ 60°С материалом части 5 ТЭ 1. При этом часть 5 раскручивается, поворачивая шток 2 и увеличивая угол его поворота еще на 1/3 часть его рабочего хода. При дальнейшем нагреве ТЭ 1 до достижения КТ 80°С материалом части 6 ТЭ 1 происходит дальнейший поворот штока 2 с завершением его рабочего хода и обеспечением максимального открытия вентиля 3. 3 ил.