Источник газа для пневмопривода

 

Источник газа предназначен для пневмопривода. Источник содержит полый корпус, в котором размещен элемент, выделяющий при нагреве водород, и электропроводный нагревательный элемент, при этом элемент, выделяющий при нагреве водород, выполнен в виде порошка сплава-накопителя водорода, связанного полимером и нанесенного на слой изоляции нагревательного элемента. Кроме того, нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагревания или охлаждения при изменении полярности подаваемого на его выводы напряжения питания, а также он может быть выполнен действующим на основе эффекта Пельтье или другого термоэлектрического эффекта. Технический результат - упрощение конструкции. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в различных областях техники: в системах регулирования в качестве преобразователей, пневмоприводах, транспортной технике и т.д.

Известен источник газа для водородных двигателей (см., например, патент США 5462021 от 15.10.95), содержащий полый корпус с отверстием для выхода газа, в котором размещен порошок сплава-накопителя водорода и нагревательный элемент.

Недостатком известного технического решения является невозможность его использования в системах регулирования, т.к. образующийся водород потребляется двигателем, т.е. нет средств для обеспечения работы источника газа по замкнутому циклу.

Наиболее близким к предложенному является источник газа для пневмопривода, содержащий полый корпус, в котором размещен элемент, выделяющий при нагреве водород (гидрид металла), и электропроводный нагревательный элемент (US 3256686 А, 21.06.1966).

Известный источник газа обладает следующими недостатками. Порошок гидрида металла является весьма мелким и сыпучим, и требуется создание специальной перегородки, удерживающей порошок в определенном объеме и в то же время достаточно легко проницаемой для водорода. Кроме того, гидриды металла при выделении водорода значительно меняют свою структуру, при этом значительно изменяется объем порошка и его теплопроводящие свойства.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в улучшении его эксплуатационных характеристик путем обеспечения стабильной структуры элемента, выделяющего водород, а также упрощение конструкции.

Указанный результат достигается тем, что в источнике газа пневмопривода, содержащем полый корпус, в который помещен элемент, выделяющий при нагреве водород, и нагревательный элемент, элемент, выделяющий водород, представляет собой порошок указанного сплава, связанный полимером и нанесенный на слой изоляции нагревательного элемента. Кроме того, указанный нагревательный элемент может быть выполнен таким образом, что его нагревание и охлаждение может быть осуществлено при изменении полярности подаваемого на его выводы напряжения питания, в частности может быть использован эффект Пельтье.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан источник газа; на фиг.2 - поперечный разрез источника газа.

На чертеже приняты следующие обозначения.

Источник газа для пневмопривода включает в себя нагревательный элемент 1, элемент 2, содержащий сплав-накопитель водорода, изолирующее покрытие 3 нагревательного элемента, корпус 4, гайку 5, уплотнитель 6, изолятор-герметик 7, вывод 8 электропитания и газовый вывод 9.

Нагревательный элемент 1 выполнен электропроводным с изолирующим покрытием 3 и обладает способностью нагреваться или охлаждаться при изменении полярности подаваемого на его выводы напряжения питания, например выполнен действующим на основе эффекта Пельтье.

Элемент 2 представляет собой слой порошка сплава-накопителя водорода, связанного полимером, нанесенный на изолирующее покрытие 3 нагревательного элемента 1.

Работает предлагаемый источник газа следующим образом.

Устройство предназначено для питания пневмоприводов в замкнутом цикле использования рабочего тела, в качестве рабочего тела используется водород, что позволяет повысить быстродействие почти в пять раз (т.к. водород выделяется из порошка-сплава накопителя водорода (СНВ) преимущественно в атомарной, а не в молекулярной форме). Давление водорода создается путем поглощения его СНВ при охлаждении СНВ и выделением водорода при его нагреве, что обеспечивает замкнутый цикл работы пневмоисточника.

Рабочее давление и количество выделенного-поглощенного водорода зависит от вида и объема порошка СНВ и температуры нагрева-охлаждения. Давление может лежать в пределах 1-300 атм.

При незначительных утечках водорода в приводе и источнике работоспособность источника достигается путем подачи дополнительного водорода в систему привод-источник в режиме работы привода на поглощение водорода.

Нагрев-охлаждение производится элементом 1 на основе эффекта Пельтье или другого термоэлектрического эффекта.

Устройство состоит из нагревательного-охлаждающего элемента 1, действующего на основе эффекта Пельтье или другого термоэлектрического эффекта, покрытого изолятором 3 и, поверх него, полимером с порошком СНВ. Данная конструкция находится в корпусе 4, герметизируемом гайкой 5 с уплотнителем 6, к нагревательно-охлаждающему элементу подсоединены электрические выводы 8, закрепленные герметизирующим и изолирующим веществом 7, в качестве которого могут быть использованы стекла и компаунды.

При подаче напряжения на вводы 8 электропитания происходит нагрев нагревательного элемента 1 и, как следствие, нагрев элемента 2 и выделение водорода, который выходит к приводу через газовый вывод 9. При подаче напряжения в обратной полярности происходит охлаждение элемента 1 и, как следствие, охлаждение порошка СНВ. Охлажденный сплав-накопитель водорода производит поглощение водорода.

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества: автономность, простота управления, быстродействие, очень высокая стабильность давления, для электронной промышленности - отсутствие загрязнений химически чистого водорода Н и Н₂, большой выбор диапазонов давлений.

Формула изобретения

1. Источник газа для пневмопривода, содержащий полый корпус, в котором размещен элемент, выделяющий при нагреве водород, и электропроводный нагревательный элемент, отличающийся тем, что элемент, выделяющий при нагреве водород, выполнен в виде порошка сплава-накопителя водорода, связанного полимером и нанесенного на слой изоляции нагревательного элемента.

2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен с возможностью нагревания или охлаждения при изменении полярности подаваемого на его выводы напряжения питания.

3. Источник по п. 2, отличающийся тем, что он выполнен действующим на основе эффекта Пельтье или другого термоэлектрического эффекта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2