Термогидропривод с защитой от механических и термомеханических перегрузок посредством упругой компенсационной камеры

 

Изобретение предназначено для автоматического поддержания заданной температуры в парниках и теплицах. Термогидропривод состоит из гидроцилиндра и упругой компенсационной камеры, полости которых сообщаются посредством штуцерного соединения, образуя общую герметичную полость, заполненную рабочей жидкостью, температурное изменение объема которой преобразуется в осевое перемещение штока гидроцилиндра, кинематически связанного с объектом воздействия. Технический результат - повышение надежности. 1 ил.

Изобретение относится к гидравлике и терморегулированию.

Наиболее близким техническим решением является термогидропривод по патенту Германии N DE 3612069 A1, кл. F 15 B 15/00, 1985 г.

В нем для компенсации сверхдавления в рабочем диапазоне температур используется газонаполненная резиновая камера, заключенная в твердую камеру, имеющую малое отверстие в полость гидроцилиндра. При принудительной остановке штока гидроцилиндра и дальнейшем повышении температуры рабочей жидкости сверхдавление снижается до давления сжатия газа в резиновой камере, которая, сжимаясь, освобождает часть объема твердой камеры для приросшего объема, не скомпенсированного выдвижением штока. Таким образом, газонаполненная резиновая камера компенсирует сверхдавление в рабочем диапазоне температур.

При недопустимо высокой температуре рабочей жидкости, когда давление сжатия газонаполненной камеры может превысить разрушающее термогидропривод или объект воздействия, срабатывает резиновая цилиндрическая втулка, герметично прилегающая к боковой поверхности полости гидроцилиндра - выдавливается через отверстие во внешнюю среду с возможностью разрыва резины.

При недопустимо низкой температуре и разряжении в полости гидроцилиндра резиновая втулка сжимается, препятствуя проникновению в полость гидроцилиндра газа или жидкости из внешней среды через уплотнения.

Этот аналог состоит более чем из 50-ти позиций, многие из деталей требуют высокого класса обработки, что усложняет процесс изготовления, увеличивается общая стоимость термогидропривода.

Техническим результатом предлагаемого изобретения являются: многократное снижение стоимости термогидропривода, простота конструкции, возможность применения дешевых низкопрочных материалов и дешевых технологий их изготовления, если рабочее давление в полости ТГП достаточно низкое, резкое снижение количества деталей, в том числе требующих высокую точность обработки.

Это достигается тем, что в предлагаемой конструкции применена компенсационная камера в виде достаточно толстостенного баллона из резины или резиноподобного материала, которая соединяется с гидроцилиндром посредством штуцерного соединения и растягивается при давлении в полости больше рабочего, но меньшем разрушающего ТГП или объект воздействия. Эта, единственная, камера компенсирует сверхдавление как в рабочем диапазоне температур, так и за его пределами. Середина камеры стянута хомутом с возможностью изменять объем ее полости изменением длины хомута.

На чертеже приведена схема ТГП.

В состав ТГП входит гидроцилиндр 1, в цилиндрическое отверстие которого с уплотнением 2 вставлен шток 3, снабженный ограничителем 4 и возвратной пружиной 5. Полость 6 гидроцилиндра 1 сообщается с полостью 10 компенсационной камеры 9 посредством штуцера 7 и хомута 8. Середина камеры 9 стянута хомутом 11, от длины которого зависит объем полости 10, а значит, и общей полости ТГП, заполненной рабочей жидкостью, температурное изменение объема которой преобразуется в осевое перемещение штока гидроцилиндра, кинематически связанного с объектом воздействия.

Шток 3 выдвигается при увеличении температуры и объема рабочей жидкости, а задвигается в гидроцилиндр усилием возвратной пружины 5.

Таким образом, при затягивании или ослаблении хомута 11 можно, соответственно, снизить или увеличить среднюю температуру в помещении, если шток 3 кинематически связан с вентиляционным устройством этого помещения, а ТГП находится внутри последнего.

При принудительной остановке штока 3 и дальнейшем повышении температуры рабочей жидкости давление в полости ТГП ограничивается давлением растягивания камеры 9, то же происходит при неизменной температуре и задвигании штока 3 в гидроцилиндр 1 внешним воздействием.

Возможно такое затягивание камеры 9 на штуцерном соединении, при котором сверхдавление от недопустимо высокой температуры, за пределами рабочего диапазона температур, вызывает соскакивание камеры 9 со штуцера 7 без разрыва последней.

При недопустимом снижении температуры, вызвавшем полное втягивание штока 3 в полость 6, и снижение давления в ней до величины, меньшей величины давления внешней среды, камера 9 сжимается и поднимает давление в ТГП до величины давления во внешней среде. При этом исключается возможность проникновения в полость ТГП газа или жидкости из внешней среды через уплотнения.

В предложенном ТГП только шток 3 гидроцилиндра 1 и отверстие, в которое он вставлен, нуждаются в высокоточной обработке. Остальные детали могут быть изготовлены с большими допусками.

Для объекта воздействия, не требующего большого усилия, ТГП можно изготовить из дешевых низкопрочных материалов по дешевым технологиям.

Простота, дешевизна и относительно малые габариты в сочетании с высокой надежностью позволяют его с успехом применять для автоматического поддержания заданной температуры в любых помещениях ограниченного объема.

Может быть удовлетворена давняя мечта садоводов и огородников - иметь недорогое, малогабаритное, простое и надежное устройство для автоматической вентиляции теплиц и парников.

Формула изобретения

Термогидропривод с защитой от механических и термомеханических перегрузок, включающий сообщающиеся между собой полостями гидроцилиндр и компенсационную упругую камеру, образующие общую герметичную полость, заполненную рабочей жидкостью, температурное изменение объема которой преобразуется в осевое перемещение штока гидроцилиндра, кинематически связанного с объектом воздействия, отличающийся тем, что компенсационная камера выполнена в виде баллона из резины или резиноподобного материала, растягивающегося при давлении в полости, большем рабочего давления, но меньшем разрушающего термогидропривод или объект воздействия, полость ее сообщается с полостью гидроцилиндра посредством штуцерного соединения, а средняя часть поверхности стянута хомутом с возможностью изменения объема полости изменением длины хомута.

РИСУНКИ

Рисунок 1