Тепловой шаговый двигатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 68795 4 Е 7/О ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОСУДАРС ПО ДЕЛА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТ ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ(54) ТЕПЛОВОИ ШАГОВЪЛ ДВИГАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к тепловым шаговым двигателям и может быть использовано при создании агрегатов автоматикитеплоэнергетических установок. Изобретение позволяет повысить удельную мощностьи КПД. Тепло передается от горячего теплообменника (ГТ) 7 через теплообменныйвыступ 9 трубе (Т) 3. Часть 5 последнейпри температуре, например, от 40 до 60 Споворачивается на определенный шаг и при помощи движительного элемента (ДЭ) 12 поворачивает вал 11 отбора могцности, оставаясь в крайнем левом положении. Часть 6 Т 3 при температуре 70 С сокращается, выступ 9 движется от ГТ 7 к колодному теплообменнику 8. ДЭ 12 выводится из зацепления с валом и, двигая за собой цилиндр 13, вводит последний в зацепление с валом 11, сжимая пружины 2. При охлаждении, например, до 60 - 40 С часть 5 Т 3 вместе с ДЭ 12 поворачивается в обратном направлении до первоначального положения, оставаясь в нем при дальнейшем уменьшении температуры, например, до 30 С.Часть 6 Т 3 принимает первоначальную форму. ДЭ вкодпт в зацепление с валом 11.Пружины 2 за счет сил сжатия толкают а цилиндр 13, освобождая последний из за- ф цепления с валом 1. Выступ 9, соприка- фу саясь с ГТ 7, нагревается, передавая теп- ЪУ У ло Т 3. Далее цикл повторяется. 2 з.п, ф-лы, 3 ил.40 45 50 55 Изобретение относигся к преобразованию тепловой энергии низкопотенциальных источников в механическую энергию прерывистого поворотного движения, а именно к тепловым шаговым двигателям, и может быть использовано при создании агрегатов автоматики теплоэнергетических установок.Цель изобретения - повышение удельной мощности и КПД.На фиг. 1 представлен двигатель, разрез, в положении, в котором движительный элемент рабочего органа введен в зацепление с валом отбора мощности; на фиг. 2 то же, в положении, в котором вал отбора мощности введен в зацепление с фиксирующим элементом; на фиг, 3 - разрез А - А на фиг. 1. Двигатель содержит корпус 1 и установленный в нем подпружиненный в осевом направлении при помощи пружин 2 рабочий орган в виде тепловой трубы 3 из сплава с термомеханической памятью (например, из титано-никелевого сплава, где 5354 О/о никеля, остальное - титан), набитой капиллярным материалом 4. Тепловая труба 3 выполнена из двух последовательно соединенных частей 5 и 6, причем термомеханическая память части 5 выражена в кручении вокруг продольной оси, а части 6 - в сокращении ее длины. Двигатель содержит также источники нагрева и охлаждения в виде коаксиально установленных относитель но трубы 3 горячего и холодного теплообменников 7 и 8 соответственно, а также переключатель, выполненный в виде размещенного между последними теплообменного выступа 9 трубы 3. Теплообменникии 8 также выполнены в виде тепловых труб. Зазор между теплообменниками 7 и 8 равен разнице длин трубы 3 в растянутом и сжатом положениях.В корпусе 1 на подшипниках 10 установлен вал 11 отбора мощности. С рабочим органом - трубой 3 жестко соединен движительцый элемент 12, установленный с возможностью сцепления с валом 11 отбора мощности, Двигатель имеет также фиксирующий элемент в виде цилиндра 13 для удержания вала 11 при холостом ходе рабочего органа - трубы 3. На внутренней поверхности корпуса 1 и ца наружной поверхности одного конца вала 11 выполнены продольные пазы 14 и 15 соответственно. Цилиндр 13 установлен подвижно в продольном направлении между пружинами 2 и движительным элементом 12 и снабжен установленными в пазах 14 корпуса 1 наружными продольными выступами 16 и внутренними, равнорасположенными по окружности продольными выступами 17 для взаимодействия с пазами 15 вала 11 при холостом ходе рабочего органа - трубы 3, Число внутренних выступов 17 цилиндра 13 равно 5 1 О 5 20 25 30 35 количеству шагов двигателя за один полный оборот вала 11, Движительный элемент 12 выполнен в виде диска 18 с расположенными против пазов 15 вала 11 продольными выступами 19.Двигатель работает следующим образом.Теплообменный выступ 9 (фиг. 1) трубы 3 соприкасается с горячим теплообменником 7, нагревается, передавая тепло трубе 3, часть 5 которой при температуре, например, от 40 до 60 С поворачивается на определенный угол (шаг) и при помощи движительного элемента 12 поворачивает вал 11 отбора мощности, оставаясь в крайнем левом положении (фиг. ) при дальнейшем повышении температуры, например, до 70 С. В это время нагретая до определенной температуры, например, 70 С, часть 6 трубы 3 сокращается (фиг. 2), теплообменный выступ 9 движется от горячего теплообменника 7 к холодному теплообменнику 8, движительный элемент 12 выводится из зацеплениия с валом 11, и, двигая собой цилиндр 13, вводит последний в зацепление с валом 11, сжимая пружины 2. При дальнейшем охлаждении, например, до 60 - 40 С часть 5 трубы 3 вместе с движительным элементом 12 поворачивается в обратном направлении до первоначального заданного положения, оставаясь в нем при дальнейшем уменьшении температуры, например, до 30 С. В это время часть 6 трубы 3 принимает соответствующую форму (фиг. 1), движительный элемент 12 входит в зацепление с валом 11 отбора мощности и пружины 2 за счет силы сжатия, толкая цилиндр 13, освобождают последний из зацепления с валом 1. Теплообменный выступ 9, соприкасаясь с горячим теплообменником 7, нагревается, передавая тепло труое 3, Далее описанный цикл повторяется.формула изобретения1. Тепловой шаговый двигатель, содержащий корпус, установленный в цем подпружиненный в осевом направлении рабочий орган из сплава с термомеханической памятью, источники нагрсва и охлаждения с переключателем, установленным на рабочем органе, вал отбора мощности, установленный с возможностью сцепления с последним, и жестко соединенный с рабочим органом движительцый элемент, а также фиксирующий элемент для удержания вала при холостом ходе рабочего органа. отличаю- иийся тем, что, с целью повышения удельной мощности и КПД, рабочий орган выполнен ввиде тепловой трубы из двух последовательно соединенных частей, память одной из которых выражена в сокращении длины, а память другой - в кручении вокруг продольной оси, источники нагрева и охлаждсция выполнены в виде коаксиально установленных относительно трубы теплообмен17 Составитель Л. Тх гаТехред И. ВересТираж 447ИЛИ Государственного комипо делам изобретений и от5, Москва, Ж - 35, Раушская1 ПП Патент, г. Ужгород, у Корректор С. ЧернПодписноетета СССРкрытийнаб., д. 4/5л. Проектная, 4 Редактор М. БланарЗаказ 60 1/34ВНИ 11303Филиал ников, а переключатель - в виде размещенного между последними теплообменного выступа. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности корпуса и на наружной поверхности одного конца вала выполнены продольные пазы, фиксирующий элемент выполнен в виде установленного между пружиной и движительным элементом подвижного в продольном направлении цилиндра с установленными в пазах корпуса наружными продольными выступами и внутренними равнорасположенными по окружности продольными выступами для взаимодействия с пазами вала при холостом ходе рабочего органа, причем число внутренних выступов равно количеству шагов двигателя за один полный оборот вала.3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем,что движительный элемент выполнен в виде одиска с расположенными против пазов вала продольными выступами.