Тепловой привод

(19 ОЗС 7 фр, )ияБЖьД 00ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В. Юревич-ПаОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Киевский политехнический инсттут им, 50-летия Великой Октябрьсксоциалистической революции(56) Авторское свидетельство СССРВ 688683, кл. Р 03 С 7/00, 1974.Авторское свидетельство СССРВ 487245, кл, Р 03 С 7/06, 1973,(54) ТЕПЛОВОЙ ПРИВОД(57) Изобретение относится к тепловойавтоматике и точной механике и м.б.использовано при создании усилителей,генераторов и манипуляторов в системах теплоники. Цель изобретения -увеличение амплитуды колебаний звенаотбора мощности и обеспечение точногорегулирования частоты и амплитуды этихколебаний. К корпусу 1 прикрепленачастично заполненная жидкостью 2 цилиндрическая камера 3 с подвижнойстенкой (ПС) в виде сильфона 4, Кор1404683 1 О пус связан с упором и пружиной 13,размещенной между упором и ПС. Нагреватель в виде стержня 9 и упор установлены в камере с возможностью перемещения в направлении колебаний ПС ификсации относительно корпуса. Нажесткой наружной стенке камеры размещен в виде оребрения 8 холодильник.Звено отбора мощности прикреплено к,с двумя храповыми колесами. При такомвыполнении в результате конденсации Изобретение относится к тепловой автоматике и точной механике, а именно к тепловым приводам с колебательным движением звена отбора мощности, и может быть использовано прн созда нии усилителей, генераторов и манипуляторов в системах теплоники - отрасли автоматики, решающей задачи управления при потреблении единственного вида энергии - тепловой.Целью изобретения является увеличение амлпитуды колебаний звена отбора мощности и обеспчение точного регулирования частоты и амплитуды этих колебаний.На фиг. 1 приведена принципиальная конструктивная, схема предлагаемого теплового привода; на фиг. 2 - схема звена отбора мощности для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.Тепловой привод .содержит корпус 1 и прикрепленную к нему частично заполненную жидкостью 2 цилиндрическую ка меру 3 с подвижной стенкой в виде сильфона 4. Внутренний объем камеры 3 над жидкостью 2 заполнен парс-воздушной смесью 5. Сильфон 4 связан с звеном отбора мощности, выполненным в виде гибкого штока 6 с собачкой 7, прикрепленного к нижнему торцу силь- фона 4. На жесткой наружной стенке камеры 3 размещен холодильник, выпол" ненный в виде оребрения 8. В камеру 3 через верхний ее торец введен на 35 греватель в виде стержня 9 с тепложидкости и последующего испарения происходит процесс колебания ее уровня,который периодически повторяется. Приэтом уровеньжидкости изменяется стечением времени по гармоническомузакону. По такому же закону, но сосдвигом по фазе, изменяется объемсильфона. Амплитуда и частота колебаний объема сильфона зависят от теплофиэических св-в материалов стержняи жидкости, от геометрии элементовпривода и мощности нагрева, 2 з.п.ф-лы, 2 ил. 2изоляцией 10 на его боковой поверхности и со свободным от теплоизоляции 10нижним торцом 1, заглубленным в жидкость 2 до уровня, обеспечивающегопрерывание теплового контакта стержня 9 с жидкостью 2 после ее испарения. Привод снабжен связанным с корпусом 1 упором в виде гайки 12 и пружиной 13, размещенной между гайкой 12и нижним торцом 11 сильфона 4. Стержень 9 и гайка 12 установлены с возможностью перемещения в направленииколебаний сильфона 4 и фиксации относительно корпуса 1,Камера 3 неподвижно закрепленана основании 4. Для фиксации стержня 9 предусмотрены прикрепленная коснованию 4 муфта 15 и стопорныйвинт 16, Гибкий шток 6 связан с переключателем 17, взаимодействующим посредством собачки 7 с двумя храповыми колесами 18 и 19 с возможностьювстречного вращения колес 8 и 19 приразных положениях. переключателя 17,Храповое колесо 18 жестко связано посредством вала 20 с ведущей шестерней 21, а храповое колесо 19 - посредством вала 22 - с ведущей шестерней23. Ведущие шестерни 21 и 23 введеныв зацепление с ведомой шестерней 24с разных ее сторон, Ведомая шестерня24 закреплена на выходном валу 25.Переключатель 17, собачка 7, храповые колеса 18 и 19, валы 20 и 22,шестерни 21, 23 и 24 образуют преобразователь 26 возвратно-поступатель 404683В зависимости от знака управляющего сигнала на входе переключателя 17 возвратно-поступательное движение гибкого штока 6 с собачкой 7 сообщает вращательное движение храповому колесу 18 или 19. Собачка 7 поворачивает храпоное колесо 18 или 19 вместе с валом 20 или 22 и шестерней 21 или 23 на число зубьев, соответствующее заданному числу импульсов перемещений гибкого штока 6. В зависимостиот знака управляющего сигнала на входе переключателя 17 ведомая шестерня 24 вращается в ту или иную сторону, Таким образом, на выходе привода получаем угловое перемещение ц вала 25,45 ного движения штока 6 во вращательноедвижение выходного вала 25,Привод работает следующим образом.С помощью муфты 15 и стопорноговинта 16, а также пружины 13 устанавливают требуемую величину заглубленияЬ стержня 9 нагревателя в жидкости 2.Нагрев жидкости 2 осуществляетсячерез торец 11 стержня 9 нагревателя. 10Отток тепла от прогретой жидкости 2осуществляется через оребрение 8 холодильника. Тепло стержня 9 передается через торец 11 к жидкости 2. Эффективный прогрев жидкости 2 в районеторца 11 приводит к испарению жидкости 2, В результате этого давление паро-воздушной смеси 5 над жидкостью 2увеличится, и под его воздействиемрастянется сильфон 4, передавая перемещение а Х штоку 6. При этом пружина13 сжимается, уровень жидкости 2 опускается ниже торца 1 стержня 9, и прерывается тепловой контакт стержня 9с жидкостью 2. Так как у смеси 5 коэф фициент теплопроводности невысок, томолекулы смеси 5 эффективно нагреваются лишь у торца 11, Вследствие этого у основной массы пара жидкости 2начинается конденсация. Давление паро-З 0жидкостной смеси 5 уменьшается, и поддействием пружины 13 сильфон 4 сжимается. В результате этого уровень жидкости 2 займет начальное положение,обеспечив ее тепловой контакт с торцом 11. Жидкость 2,. нагреваясь, начнет снова испаряться, и цикл повторяется, Таким образом, гибкий шток 6приводится в вознратно-поступательное движение, передаваемое преобразователю 26 возвратно-поступательногодвижения во вращательное (фиг, 2). пропорциональное сумме возвратно-поступательных перемещений гибкого штока 6 и определяемое формулойнц =,1 ;Йп,где с - угол поворота нала 25 при однократном движении гибкогоштока 6;п - число движениИ гибкого штока 6.Описанный процесс колебания уровняжидкости 2 в цилиндрической камере 3периодически повторяется, при этомуровень жидкости 2 изменяется с течением времени по гармоническому закону.По такому же закону, но со сдвигомпо фазе изменяется объем сильфона 4и перемещение связанного с ним гибкого штока 6. Амплитуда и частота колебаний объема сильфона 4 зависят оттеплофизических свойств материалонстержня 9 нагревателя и жидкости 2,от геометрии элементов привода и мощности. нагрева (от температуры стержня 9).Величина амплитуды колебаний определяется также следующими условиями:величиной заглубления Ь стержня 9 нагревателя в жидкость 2; жесткостьюи степенью сжатия пружины 13.Режим автоколебаний устанавливается оператором изменением коэффициента усиления отрицательной обратнойсвязи (т,е. изменением заглубления Ьпогружения торца 11 стержня 9 нагревателя в жидкость 2 и усилия пружины13 с помощью вращения гайки 12).Испытания модели предлагаемогопривода показали его эксплуатационную надежность иподтвердили простотуконструкции, а также возможность получения больших выходных перемещенийс одновременным точным регулированием амплитуды и частоты колебанийштока 6 Формула из обретения1. Тепловой привод, содержащий корпус и прикрепленную к нему частично заполненную жидкостью цилиндрическую камеру с подвижной стенкой, связанной с звеном отбора мощности, причем на жесткой наружной стенке камеры размещен. холодильник, в камеру через верхний ее торец введен нагреватель в виде стержня с теплоизолиронанной боковой поверхностью, а свободный от теплоизоляции нижний конец стержня14046 Составитель Л ТугареТехред Л,Кравчук Корректор Л Тя едактор Г. Герб сн Подпи комитета СССР и открытий ская наб., д.каэ 3072/35 Тираж 4 ВНИИПИ Госуда по делам иэ 113035, Москва, ственно бретений -35, Ра оиэводственно-п иэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна заглублен в жидкость до уровня, обеспечивающего прерывание теплового контакта стержня,с жидкостью после ееиспарения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения амплитуды колебаний звена отбора мощности иобеспечения точного регулированиячастоты и амплитуды этих колебаний,он дополнительно снабжен связанным скорпусом упором и пружиной, размещенной между упором и подвижной стенкой,стержень и упор установлены с возможностью перемещения в направлении колебаний подвижной стенки и фиксацииотносительно корпуса, а подвижнаястенка выполнена в виде сильфона,83 62, Привод по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что холодильник выполнен в виде оребрения на наружной стенке камеры. 3. Привод по пп, 1 и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что звено отбора мощности выполнено в виде гибкого штока с собачкой, прикрепленного к нижнему торцу сильфона, связанного с дополнительно установленным переключателем, и взаимодействующего посредством собачки с двумя храповыми колесами с воэможностью встречного вращения колес при разных положениях переключателя.