Тепловой шаговый двигатель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 F 03 G /06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3921178(25-06 (22 ) 23. 05. 85 (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (72) E. Б. Адамян, Б. С. Клименко, P. P. Сафарян и А. О. Чолакян (53) 621.486 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 909275, кл. F 03 G 7)06, 1980.

Патент Франции _#_ 2227442, кл. F 03 G 7)06, опублик. 1974. (54) ТЕПЛОВОИ ШАГОВЪ|Л ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к тепловым шаговым двигателям и может быть использовано при создании агрегатов автоматики теплоэнергетических установок. Изобретение позволяет повысить удельную мощность и КПД. Тепло передается от горячего теплообменника (ГТ) 7 через теплообменный выступ 9 трубе (T) 3. Часть 5 последней при температуре, например, от 40 до 60 С поворачивается на определенный шаг и при

„„SU„„1268795 А1 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. !Э вкодпт B зацепление с валом 11.

Пружины 2 за счет сил сжатия толкают цилиндр 13, освобождая последний из зацепления с валом 1. Выступ 9, соприкасаясь с ГТ 7, нагревается, передавая тепло Т 3. Далее цикл повторяется. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1268795

Формула изобретения

Изобретение относится 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 53--54 /o 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. Теплообменники 7 и 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 движительный 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»а 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

1О

l5

35 количеству шагов двигателя за один полный оборот вала 11. Движительный элемент 12 выполнен в виде диска 18 с расположенными против пазов 15 вала ll 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. I) 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. B 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.

1. Тепловой ша говый дви гатель, содержащий корпус, установленный в нем 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 движительный элемент, а также фиксирующий элемент для удержания вала при холостом ходе рабочего органа. отличаюи!ийся тем, что, с целью повышения удельной мощности и КПД, рабочий орган выполнен в виде 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 охлаждения выполнены в виде коаксиально установленных относительно Tðóáû теплообмен12á8795

17

Составитель Л. Tyt apes

Техред И. Верес Корректор С. Черни

Тираж 447 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 415

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Бланар

Заказ 60! 1/34 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

1О диска с расположенными против пазов вала продольными выступами.