Дилатометрический осциллятор

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 285 5114 Р 03 б 70 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ СЦИЛ 54) ДИЛАТОМЕТРИЧЕЛЯТОР29 итехнический институт Октябрьской социалис(57) Изо преобраз тепломех (С) регу В. Ю реви нко и и м. б. лителей, ханизмов позволяет чить рег колебани 17 и ви 82333,970.ие осцилАгпепсап публик.ермичес 1 епЯ 1 с торы.1983,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4011091/25-06 (22) 14,01.86 (46) 07.08,87. Бюл (71) Киевский п им. 50-летия Велик тической революци (72) В, А, Ерош Пара нчук (53) 621.486(088.8 (56) Патент Фран кл. Г 03 б 7/00, оДжирлуолкер. Т В мире науки (8 4,с,90. бретение относится к устройствам ования тепловой энергии в энергию анических автоколебаний стержня лируемой амплитуды и частоты использовано при создании усигенераторов и исполнительных мев схемах теплоники. Изобретениеповысить надежность и обеспеулирование частоты и амплитуды й С. С помощью направляющей нта 18 устанавливают требуемый1328579 зазор 16 между нагревателем (Н) 8 и концом 7 С 5. Последний удален от тепло- обменной поверхности Н 8 в тангенциальном относительно опоры 13 направлении. Опора 13 установлена на основании 1. В средней части С 5 выполнен продольный паз, посредством которого опора 3 соединена со С 5 с возможностью перемещения вдоль него и фиксации ее положения относительно С 5 и основания 1. Один конец пружины 4 связан с последним с возможностью изменения и фиксации величины предварительной деформации пружины 4, Нагрев латунного С 5 от Н 8 осуществляется через зазор 16. Отток тепла от конца 11 С 5 осуществляется через свинИзобретение относится к области тепловой автоматики и точной механики, а именно к устройствам преобразования тепловой энергии в энергию тепломеханических авто- колебаний стержня регулируемой амплитуды и частоты, и может быть использовано при создании усилителей, генераторов и исполнительных механизмов в схемах теплоники - отрасли автоматики, решающей задачи контроля и управления при потреблении единственного вида энергии - тепло О вой. Целью изобретения является повышение надежности и обеспечение регулирования частоты и амплитуды колебаний стержня.На чертеже изображена конструктивная 15 схема осциллятора, осевой разрез,Осциллятор содержит закрепленную на основании 1 свинцовую пластину 2 с ножевым окончанием 3 и прижатый к последнему пружиной 4 латунный стержень 5, покрытый слоем теплоизоляции 6. Первый не.теплоизолированный конец 7 стержня 5 расположен в зоне действия нагревателя 8.Нагреватель 8 покрыт слоем теплоизоляции 9 со всех сторон, кроме его тепло- обменной поверхности 10. Второй нетепло- изолированный конец 11 стержня 5 расположен в зоне действия холодильника, выполненного как одно целое с пластиной 2 в виде радиатора 12. Осциллятор снабжен установленной на основании 1 поворотной опорой 13. В средней части стержня 5 вы полнен продольный паз 14, посредством которого опора 13 соединена со стержнем 5 с возможностью перемещения вдоль него и фиксации ее положения относительно стержня 5 и основания 1, Один конец пружины 4 связан с основанием 1 с возможцовую пластину 2 с ножевым окончанием (НО) 3. Пластина 2, нагреваясь, удлиняется и приподнимает правый конец 11 С 5. При этом левый конец 7 С 5 удаляется от Н 8, увеличивая тем самым воздушный зазор 16, Это приводит к охлаждению С 5 и пластины 2. Свинцовый бугорок, образовавшийся на НО 3 при нагревании пластины, спадает, и конец 11 С 5 опускается. При этом конец 7 приближается к Н 8, повышая интенсивность подвода тепла от Н 8 к С 5 и соответственно к НО 3 пластины 2. Последняя снова удлиняется и приподнимает конец 7 С 5, удаляя левый конец 7 С 5 от Н 8.1 з. п, флы, 1 ил,ностью изменения и фиксации величины предварительной деформации пружины 4 посредством установочного винта 15, Второй конец пружины 4 закреплен на стержне 5 между опорой 13 и ножевым окончанием 3 пластины 2. Последняя расположена возле второго конца 11 стержня 5, а первый конец 7 последнего удален от теплообменной поверхности 10 нагревателя 8 в тангенциальном относительно опоры 13 направлении на расстояние К превышающее амплитуду колебаний этого конца 7 стержня 5, с образованием зазора 16 между нетеплоизолированными поверхностями нагревателя 8 и стержня 5. Нагреватель 8 снабжен направляющей 17 и установлен с возможностью изменения и фиксации зазора 16 с помощью упорного винта 18 для прижатия направляющей 17 к основанию 1.Дилатометрический осциллятор работает следующим образом.С помощью направляющей 17 и винта 18 устанавливают треоуемый зазор 16 между нагревателем 8 и концом 7 стержня 5. Опора 13 находится в положении (определяемом соотношением длин плеч а/д), обеспечивающем режим автоколебаний в устройстве. Температура нагревателя заметно выше температуры окружающей среды (рабочий диапазон температуры 60 - 300 С) .Нагрев латунного стержня 5 от нагревателя 8 осуществляется через воздушный зазор 16 величиной 6. Отток тепла от стержня 5 осуществляется через свинцовую пластину 2.В результате высокой теплопроводности латуни стержень 5 быстро нагревается по всей длине, что приводит к нагреву ножевого окончания 3 пластины 2 (пружина 4 обеспечивает постоянный тепломеха нический1328579 Фор чу 1 а изобретения Х= Хо з 1 п го(,Составитель Л. ТугаревРедактор Н, Егорова Техред И. Верес Корректор Л. ОбручарЗаказ 34 б 9/39 Тираж 42 б 11 одписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4,5Г 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 контакт между стержнем 5 и свинцовой пластиной 2) . Так как температурные коэффициенты линейного и объемного расширения свинца намного выше, чем у латуни, то пластина 2, нагреваясь, удлиняется (на ножевом окончании 3 пластины 2 образуется бугорок из-за локального прогрева свинца) и приподнимает правый конец 11 стержня 5. При этом левый конец 7 стержня 5 удаляется от нагревателя 8 (благодаря поворотной опоре 13), увеличивая тем самым воздушный зазор 16. Увеличение зазора 16 в своюочередь вызывает снижение интенсивности подвода тепла от нагревателя 8 к стержню 5, что приводит к охлаждению стержня 5 и пластины 2. Свинцовый бугорок на ножевом окончании 3 пластины 2 спадает и конец 11 стержня 5 опускается, а противоположный конец 7 приближается к нагревателю 8, повышая интенсивность подвода тепла от нагревателя 8 к стержню 5 и соответственно к ножевому окончанию 3 свинцовой пластины 2. Последняя снова удлиняется (возникает бугорок на ножевом окончании 3) и приподнимает конец 11 стержня 5, удаляя левый конец 7 от нагревателя 8.Указанный процесс периодически повторяется, и амплитуда колебаний Х латунного стержня 5 изменяется с течением времени 1 по гармоническому закону в соответствии с формулой причем амплитуда Хо и частота со колебаний латунного стержня 5 зависят от тепло- физических свойств материалов стержня 5 и пластины 2, от геометрии устройства и мощности нагревателя 8 (его температуры). Величина амплитуды Хо определяется температурным уровнем нагревателя 8; величиной номинального. зазора 6, а также комбинацией этих факторов. Режим автоколебаний устанавливается оператором изменением соотношения плеч а/Ь. Частота колебаний оу устанавливается путем изменения массы стержня 5 и степени натяга пружины 4 с помощью установочного винта 15. 1, Дилатометрический осциллятор, содержащий закрепленную на основании свинцовую пластину с ножевым окончанием и прижатый к последнему латунный стержень, первый конец которого расположен в зоне действия нагревателя, а второй - в зоне действия холодильника, отличающийся тем, что, с цель 1 о повышения надежности, он снабжен установленной на основании и соединенной со стержнем в его средней части поворотной опорой и пружиной, один конец последней связан с основанием, а второй закреплен на стержне между опорой и ножевым окончанием пластины, последняя расположена возле второго конца стержня, а первый конец последнего удален от тепло- обменной поверхности нагревателя в тан генциальном относительно опоры направлении на расстояние, превышающее амплитуду колебаний этого конца стержня. 2. Осциллятор по и. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования частоты и амплитуды колебаний стержня, опора соединена с последним с возможностью перемешения вдоль него и фиксации ее положения относительно стержня и основания, нагреватель установлен с возможностью изменения и фиксации зазора между его теплообменной поверхностью и первым концом стержня, а пружина связана с основанием с возможностью изменения и фиксации величины предварительной деформации последней.