Устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма, приводимое в действие тепловым двигателем



Устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма, приводимое в действие тепловым двигателем
Устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма, приводимое в действие тепловым двигателем
Устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма, приводимое в действие тепловым двигателем
Устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма, приводимое в действие тепловым двигателем
Устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма, приводимое в действие тепловым двигателем
Устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма, приводимое в действие тепловым двигателем

 


Владельцы патента RU 2551256:

Общество с ограниченной ответственностью "Константин Чайкин" (RU)

Использование: изобретение относится к области часовой промышленности и может быть использовано при производстве механических часов с автоматическим заводом механического аккумулятора часового механизма. Сущность: устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма содержит тепловой двигатель, выполненный с возможностью преобразования разницы температур в двух разных точках пространства в механическое движение, передающееся на механический аккумулятор часового механизма, при этом тепловой двигатель содержит рабочее тело, размещенное в замкнутой теплообменной емкости, вытеснитель, свободно перемещающийся внутри этой емкости под действием силы гравитационного притяжения, и механизм преобразования изменения давления в механическое движение. При этом механическая передача от теплового двигателя на механический аккумулятор осуществляется механизмом подзавода. При этом при изменении положения механизма в пространстве под действием гравитационных сил массивный вытеснитель постоянно смещает рабочее тело от нагревателя к охладителю и наоборот. При этом тепловой двигатель выполнен с возможностью преобразования разности температур у поверхности часов и температуры окружающей среды в движение часового механизма механических часов. Технический результат: предотвращение прихода системы внутри теплового двигателя к термодинамическому равновесию, обеспечение надежности и точности часового механизма. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области часовой промышленности и может быть использовано при производстве механических переносных часов с автоматическим заводом механического аккумулятора часового механизма.

Уровень техники

В настоящее время в наручных часах широко используются механические часы с автоматическим подзаводом пружины (часы с автоподзаводом). Часы с автоподзаводом более точны, так как энергия пружины в течение дня остается почти постоянной, что приводит к постоянной величине импульса, передаваемого на регулятор-баланс [1].

По своим конструктивным особенностям механизмы автоподзавода различаются, но все известные конструкции наручных часов имеют инерционный сектор или подвижный груз, который при вращении часов оборачивается или качается вокруг своей оси и посредством силы тяжести передает пружине двигателя дополнительную энергию. Инерционный сектор обычно имеет достаточно большой вес, для того чтобы преодолеть силу сопротивления заводной пружины, поэтому и его крепление к механизму часов должно быть достаточно прочным и надежным.

Недостатками механизмов автоподзавода являются значительный вес, конструктивная сложность и повышенная вероятность поломок. Часы с автоподзаводом толще и тяжелее обычных. Потребность в секторе большого размера ограничивает применение автоподзавода в женских часах. Усложнение механизма и использование груза из довольно дорогого вольфрама увеличивает стоимость часов. Кроме этого, известные часы с автоподзаводом очень чувствительны к ударам. При сильных ударах под тяжестью грузового сектора ломаются его опоры.

Основным недостатков всех известных механических часов с автоподзаводом для правильной работы механизма автоподзавода является необходимость активного подвижного образа жизни пользователя часов.

Для решения вышеуказанных проблем часов с автоподзаводом были предложены механизмы автоподзавода, работающие от тепла.

Так известны часы TW 533340 (PHILLIPS STEVEN, 2003-05-21), автоподзавод у которых осуществляется термочувствительным элементом.

Термочувствительный элемент выполнен в виде биметаллической катушки (спиральной пружины) у который, один конец жестко зафиксирован на неподвижном корпусе, а другой конце соединен с подвижным валом, который преобразует движение пружины во вращение. Принцип работы основан на том, что изменение температуры приводит пружину в движение (скручиванию или раскручиванию).

Данный механизм обладает рядом недостатков, а именно спираль выдает малое тяговое усилие на свободном конце. При этом сама конструкция достаточно громоздкая, сложная в изготовлении и чувствительна к ударам и тряскам, т.е. ненадежна.

Известны часы GB 331764 (JEAN LEON REUTTER, 1930-07-10), у которых устройство автоподзавода представляет собой сосуд Дьюара, наполненный жидкостью с высокой теплоемкостью (например, водой), в котором находится контейнер, наполненный летучей жидкостью с ее насыщенным паром. Контейнер имеет трубку, герметично соединенную с сильфоном, выполненный так, что при изменении его формы производит подзавод механического аккумулятора через передаточный механизм.

Контейнер и сильфон заполнены насыщенными парами летучей жидкости, которая находится при постоянной температуре и имеет постоянное давление. Сильфон расположен внутри контейнера, который заполнен летучей жидкостью с ее насыщенным паром и выполнен из теплопроводного материала. Принцип работы основан на том, что при изменении температуры пространства, контактирующего с контейнером из теплопроводного материала, происходит изменение давления насыщенного пара летучей жидкости. Изменение давления внутри камеры из теплопроводного материала приводит в движение сильфон, так как внутри сильфона обеспечивается постоянное давление. Движение сильфона через передаточный механизм передается на механический аккумулятор.

Недостатками данного устройства автоподзавода являются его сложность конструкции, невозможность применять в переносных часах, возможность прихода системы к термическому равновесию из-за постоянного контакта рабочих жидкостей (через стенки сильфона) и отсутствия возможности прервать между ними теплообмен.

Наиболее близким к заявленному изобретению являются часы с автоподзаводом, раскрытые в документе ЕР 2469350 (ASS SUISSE POUR LA RECH HORLOGERE, 2012-06-27), где механизм подзавода выполнен в виде герметичной камеры, заполненной смесью металлического сплава (Се, La, Nd, Pr и Co, Ni, Sn), который изменяет объем при изменении температуры окружающей пространства.

Герметичная камеры выполнена так, чтобы при изменении объема смеси изменялся объем камеры или приводился в движение поршень.

Недостатком данного устройства является то, что при длительном отсутствии температурных колебаний либо при очень малых температурных перепадах окружающей среды, система внутри теплового двигателя, стремясь к термическому равновесию, будет совершать меньшую полезную работу и в конечном итоге, придя к равновесию, остановиться.

Задача и технический результат

Таким образом, задачей заявляемого изобретение является разработка и практическая реализация конструкции часов и часовых механизмов с механизмом автоматического завода/подзавода, работающего от теплового двигателя, приводимого в действие разностью температур различных областей пространств, в котором система постоянно принудительно выводится из термодинамического равновесия.

Техническим результатом, получаемым при использовании изобретения, является

- повышение надежности при использовании часового механизма с автоматическим заводом механического аккумулятора часового механизма;

- повышение точности за счет использования теплового двигателя, который выполнен с возможностью работы даже при отсутствии температурного перепада. Для этого в конструкции двигателя предусмотрен вытеснитель, свободно перемещающийся внутри теплообменной емкости теплового двигателя под действием силы гравитационного притяжения.

Раскрытие изобретения

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании изобретения достигается тем, что устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма содержит тепловой двигатель, выполненный с возможностью преобразования разницы температур в двух разных точках пространства в механическое движение, передающееся на механический аккумулятор часового механизма, при этом тепловой двигатель содержит рабочее тело, размещенное в замкнутой теплообменной емкости, вытеснитель, свободно перемещающийся внутри этой емкости под действием силы гравитационного притяжения, и механизм преобразования изменения давления в механическое движение. При этом механическая передача от теплового двигателя на механический аккумулятор осуществляется механизмом подзавода.

При этом при изменении положения механизма в пространстве под действием гравитационных сил массивный вытеснитель постоянно смещает рабочее тело от нагревателя к охладителю. При этом механическая передача полезной работы от теплового двигателя на механический аккумулятор осуществляется механизмом преобразования изменения давления в механическое движение через гребенку и колесную систему механизма подзавода.

Также тепловой двигатель выполнен с возможностью преобразования разности температур у поверхности часов и температуры окружающей среды в движение часового механизма механических часов.

При этом механический аккумулятор выполнен в виде пружинного, гидравлического, пневматического, гиревого, маховичного или резинового механического аккумулятора. Также механический аккумулятор часового механизма может быть заведен при помощи заводной головки.

Кроме этого, тепловой двигатель содержит по меньшей мере один механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу и по меньшей мере одну теплообменную емкость. Также тепловой двигатель содержит рабочее тело, заключенное в изолированном пространстве, и массивный вытеснитель. При этом массивный вытеснитель теплового двигателя изменяет свое положение под действием гравитационной силы.

Также тепловой двигатель выполнен с возможностью нагревания рабочего тела теплового двигателя за счет нагревания теплопроводной стороны теплообменной емкости окружающим пространством.

Также тепловой двигатель выполнен с возможностью охлаждения рабочего тела теплового двигателя за счет отдачи тепла через теплопроводную поверхность окружающей среде и охлаждения поверхности теплообменной емкости окружающей средой.

Для интенсификации нагревания и охлаждения теплового двигателя теплопроводная сторона теплообменной емкости выполнена из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например из алюминия, сплавов алюминия, меди, медного сплава, серебра, сплава серебра или сплавов золота.

Для интенсификации охлаждения на охлаждающей теплопроводной поверхности теплообменной емкости выполняют ребра, канавки или дополнительные элементы охлаждения.

Для интенсификации нагревания на нагревающей теплопроводной поверхности теплообменной емкости выполняют ребра, канавки или дополнительные элементы охлаждения.

Кроме этого, тепловой двигатель выполнен с возможностью использования в качестве охладителя или нагревателя боковых сторон корпуса часов или стороны циферблата, а качестве теплоприемника и нагревателя или охладителя - заднюю крышку или части задней крышки корпуса часов, с расположенным между ними теплоизоляционным материалом с низким коэффициентом теплопроводности. Также тепловой двигатель выполнен таким образом, что теплопроводная сторона может выступать в качестве охладителя, в то время как охладитель может осуществлять функцию нагревания.

При этом тепловой двигатель выполнен с возможностью использования в нем в качестве рабочего тела жидкости с большим коэффициентом линейного расширения - этиловый спирт, метиловый спирт, ацетон, диэтиловый либо этиловый эфир, ртуть, галинстан.

Кроме этого, тепловой двигатель выполнен с возможностью совместного функционирования с другими двигателями.

Тепловой двигатель выполнен с возможностью использования тепла тела человека.

Механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу выполнен в виде сильфона, либо мембраны, либо рабочего цилиндра с рабочим поршнем, либо другого механизма.

Поставленная задача решается, а требуемый результат при использовании изобретения достигается также тем, что часовой механизм для приведения в движение указателя или указателей времени содержит по меньшей мере один подвижный и по меньшей мере один неподвижный элементы и вышеуказанное устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма. При этом часовой механизм может быть выполнен с возможностью использования теплового двигателя для приведения в действие вспомогательных механизмов или придачи действия декоративным элементам.

Поставленная задача решается, а требуемый результат при использовании изобретения достигается также тем, что механические часы содержат корпус и вышеуказанный часовой механизм для приведения в движение указателя или указателей времени.

Поставленная задача решается, а требуемый результат при использовании изобретения достигается также тем, что в способе автоматического приведения в движение подвижных элементов часового механизма для приведения в движение часового механизма используют тепловой двигатель, выполненный с возможностью преобразования разницы температур в двух разных точках пространства в механическое движение, передающееся на механический аккумулятор часового механизма, причем система внутри теплового двигателя постоянно выводится из термодинамического равновесия массивным вытеснителем под действием силы гравитации.

Поставленная задача решается, а требуемый результат при использовании изобретения достигается также тем, что тепловой двигатель механических часов содержит механизм для превращения изменения давления жидкости в механическую работу, массивный вытеснитель, изменяющий свое положение под действием силы гравитации, и по меньшей мере одну теплообменную емкость, в замкнутом пространстве которого рабочее тело совершает изменение своего объема вследствие попеременного охлаждения и нагрева, причем перемещение рабочего тела из области нагрева в область охлаждения и наоборот осуществляется массивным вытеснителем.

При этом тепловой двигатель выполнен с возможностью преобразования разности температур у поверхности часов и температуры окружающей среды в движение часового механизма механических часов.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами.

В предпочтительных, показанных на чертежах вариантах конструктивного исполнения устройства автоматического завода/подзавода механического аккумулятора часового механизма тепловым двигателем и тепловой двигатель, где перемещение рабочего тела осуществляется массивным вытеснителем.

Для простоты объяснения конструкции и работы устройства автоматического завода приведен вариант выполнения механического аккумулятора в виде пружинного двигателя, а механизм для преобразования изменения объема рабочей жидкости - в виде сильфона:

1 - теплообменная емкость,

2 - нагреватель,

3 - теплоизоляционная стенка,

4 - охладитель,

5 - массивный вытеснитель,

6 - сильфон,

7 - зубчатая гребенка механизма завода/подзавода,

8 - 1-е колесо завода/подзавода,

9 - 2-е колесо завода/подзавода,

10 - 3-е колесо завода/подзавода,

11 - барабан,

12 - барабанное колесо,

13 - собачка,

14 - колесо заводное,

15 - триб заводной,

16 - муфта кулачковая,

17 - заводная головка,

18 - колесо переводное,

19 - колесо переводное,

20 - колесо вексельное,

21 - триб вексельного колеса,

22 - колесо часовое,

23 - триб минутной стрелки,

24 - центральное колесо,

25 - триб центрального колеса,

26 - триб промежуточного колеса,

27 - колесо промежуточное,

28 - колесо секундное,

29 - триб секундного колеса,

30 - триб анкерного колеса,

31 - анкерное колесо,

32 - анкерная вилка,

33 - узел баланса,

34 - редуктор.

На фиг.1 показана структурно-функциональная схема часового механизма с механизмом завода/подзавода, работающего от теплового двигателя, где перемещение рабочего тела от нагревателя к охладителю и наоборот осуществляется массивным вытеснителем, на которой показаны сопряженные средствами кинематической связи тепловой двигатель, механизм преобразования давления в механическое движение, механизм завода/подзавода, пружинный двигатель, механизм завода и перевода стрелок, основная колесная система, стрелочный механизм, передаточный механизм, спуск и регулятор.

Так же на схеме пунктирной линией выделен часовой механизм.

На фиг.2 показана схема часового механизма с тепловым двигателем для механизма завода/подзавода, где перемещение рабочего тела от нагревателя к охладителю и наоборот осуществляется массивным вытеснителем, на которой показано: теплообменная емкость 1, нагреватель 2, теплоизоляционная стенка 3, охладитель 4, массивный вытеснитель 5, сильфон 6, зубчатая гребенка механизма завода/подзавода 7, 1-е колесо завода/подзавода 8, 2-е колесо завода/подзавода 9, 3-е колесо завода/подзавода 10, барабан 11, барабанное колесо 12, собачка 13, колесо заводное 14, триб заводной 15, муфта кулачковая 16, заводная головка 17, колесо переводное 18, колесо переводное 19, колесо вексельное 20, триб вексельного колеса 21, колесо часовое 22, триб минутной стрелки 23, центральное колесо 24, триб центрального колеса 25, триб промежуточного колеса 26, колесо промежуточное 27, колесо секундное 28, триб секундного колеса 29, триб анкерного колеса 30, анкерное колесо 31, анкерная вилка 32, узел баланса 33, редуктор 34.

На фиг.3 показан тепловой двигатель в режиме без разности температур, когда рабочее тело, расположенное в теплообменной емкости 1, не подвергается тепловому воздействию, то есть температура пространств, контактирующих с нагревателем 2 и охладителем 4, разделенные теплоизоляционной стенкой 3, равны, сильфон 6 находится в сжатом состоянии, а массивный вытеснитель 5 может находиться практически в любом положении.

На фиг.4 показан момент расширения рабочего тела в теплообменной емкости 1 при его перемещении массивным вытеснителем 5 от охладителя 4 к нагревателю 2, разделенные теплоизоляционной стенкой 3, на котором показано расширение сильфона 6.

На фиг.5 показан момент работы теплового двигателя при смещении рабочего тела из области нагрева в область охлаждения массивным вытеснителем 6, на котором показаны: теплообменная емкость 1, нагреватель 2, теплоизоляционная стенка 3, охладитель 4 и сильфон 6 сжимается и стремится к первоначальному состоянию.

На фиг.6 показан момент работы теплового двигателя при охлаждении рабочего тела, на котором показаны: теплообменная емкость 1, теплоизоляционная стенка 3, охладитель 4, массивный вытеснитель 5, расположенный около нагревателя 3, и сильфон 6 сжат.

Осуществление изобретения

Изобретение представляет собой часовой механизм для переносных часов с тепловым двигателем для автоматического завода/подзавода механического аккумулятора, выполненного в одном из вариантов исполнения в виде пружинного двигателя, который приводится в действие разностью температур относительно тепла тела человека и окружающего пространства, где цикл изменения объема рабочего тела задается гравитационными силами.

Как известно, макроскопическая система, находящаяся в неизменных внешних условиях, всегда приходит самопроизвольно в состояние термодинамического равновесия, которое характеризуется тем, что:

1) прекращаются всякие макроскопические изменения в системе, каждый параметр, характеризующий макроскопическое свойство системы, имеет постоянное во времени значение;

2) система, перешедшая в состояние термодинамического равновесия, сколь угодно долго остается в этом состоянии.

Для нарушения равновесия необходимы внешние воздействия. [2]

В основе конструкции лежит тепловой двигатель, оснащенный массивным вытеснителем, перемещающийся под действием сил гравитации и выводящий из термодинамического равновесия систему внутри теплового двигателя. Принцип работы теплового двигателя основан на изменении объема заключенного в изолированном пространстве рабочего тела, при изменении температуры пространства, воздействующего на рабочее тело через теплопроводную сторону двигателя.

В качестве рабочего тела возможно использовать жидкости с высоким коэффициентом теплового расширения, такие как этиловый спирт, метиловый спирт, пентан, ртуть, галинстан, ацетон и т.п.

Для простоты объяснения назначения и конструкции изобретения механический аккумулятор описывается выполненным в варианте пружинного двигателя, а механизм для преобразования изменения объема рабочей жидкости - в виде сильфона.

На фиг.2 приведена схема, на которой показана основная конструкция часового механизма с тепловым двигателем для завода/подзавода пружинного двигателя, где перемещение рабочего тела осуществляется массивным вытеснителем, перемещающимся под действием сил гравитации.

Как показано на схеме, отображенной на фиг.2, часовой механизм с тепловым двигателем для автоматического завода пружинного двигателя может приводиться в действие как с предварительным разовым подзаводом пружинного двигателя при помощи заводной головки 17, так и без него, посредством изменения температурного расширения рабочего тела в течение времени.

При изменении положения механизма в пространстве, под действием гравитационных сил массивный вытеснитель 5 перемещается от нагревателя 2 к охладителю 4 и наоборот. При перемещении массивного вытеснителя 5 происходит смещение рабочего тела от области нагрева в область охлаждения и наоборот, сопровождающееся изменением его объема и давления внутри теплообменной емкости 1. Смещение массивного вытеснителя 5 к охладителю 3 сопровождается вытеснением рабочего тела в область нагрева, где через нагреватель 2 рабочее тело подвергается воздействию тепла, приводящего к его расширению и росту давления внутри теплообменной емкости. Смещение массивного вытеснителя 5 к нагревателю 2 сопровождается вытеснением рабочего тела в область охлаждения, где происходит его охлаждение, приводящее к снижение его объема и давления внутри теплообменной емкости 1.

Изменение объема рабочего тела сопровождается изменением геометрических параметров сильфона 6, то есть его движением. Рабочее тело находится в герметичном замкнутом пространстве теплообменного цилиндра 1, где изменении его объема может приводить в движение только механизм преобразование изменения давления в механическое движение, выполненный в виде сильфона 6. Увеличение объема будет приводить к расширению 6, а уменьшение объема будет приводить к сжатию сильфона 6.

Увеличение объема рабочего тела сопровождается расширением сильфона 6, который, двигаясь верх, через систему рычагов толкает зубчатую гребенку механизма завода/подзавода 7. Зубчатая гребенка механизма завода/подзавода 7 находится в зацеплении с 1-м колесом подзавода 8, представляющим собой храповой механизм, выполненный таким образом, чтобы при нагреве рабочего тела оно вращало в заданном направлении 2-е колесо подзавода 9, которое находится с ним на одном валу и находится в зацеплении с 3-им колесом подзавода 10, вращение которого заводит/подзаводит пружину двигателя, а при охлаждении сильфон 6 мог бы вернуться в изначальное положение без какого либо сопротивления.

Заведенная пружина двигателя, раскручиваясь, приводит в действие основную колесную систему, то есть триб центрального колеса 25 и центральное колесо 24, находящееся в зацеплении с трибом промежуточного колеса 26, где промежуточное колесо 27 находится в зацеплении с трибом секундного колеса 29, а секундное колесо 28 - с трибом 30 анкерного колеса 31, освобождение которого задается анкерной вилкой 32 и узлом баланса 33.

При смещении массивного вытеснителя 5 к нагревателю 2, сопровождающееся охлаждением рабочего тела и снижением давления внутри теплообменной емкости 1, сильфон 6 возвращается к изначальному положению.

Также стоит отметить, что нагреватель 2 контактирует с пространством, температура которого практически постоянна, в то время как охладитель 4 может контактировать с пространствами, имеющими разную температуру, или контактировать с пространством, у которого температура меняется со временем. Изменяющаяся температура пространства, контактирующего с охладителем 4, будет приводить к смещению теплового равновесия внутри теплообменной емкости 1, то есть изменению объема рабочего тела, которое в свою очередь будет изменять геометрические параметры сильфона 6, то есть сжимать или расширять его.

Для увеличения крутящего момента механизм завода/подзавода оснащен редуктором 34.

Механизм завода/подзавода может выполнять завод как при одностороннем движении, при нагреве, так и двухстороннем движении, то есть как при нагреве, так и охлаждении при помощи переключателя двустороннего вращения.

Стоит отметить, что нагреватель 1 и охладитель 4 выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например из алюминия, сплавов алюминия, меди, медного сплава, серебра, сплава серебра или сплавов золота.

Для корректной работы теплового двигателя, нагреватель 1 не должен контактировать с поверхностью тела, контактирующего с охладителем 4, то есть они должны быть разделены материалом с очень низкой теплопроводностью, например композит, пластмасса и т.д., и между ними не должно быть никакого контакта.

Особенности функционирования теплового двигателя для механизма завода/подзавода в конкретных режимах работы показаны на фиг.3-6.

На фиг.3 показан режим, когда отсутствует разность температур, то есть система находится в равновесии. В этом режиме двигатель может функционировать только при изменении температуры окружающего пространства.

На фиг.4 показан момент нагрева и расширения рабочего тела под воздействием температуры через нагреватель 2, где массивный вытеснитель 5 под действием сил гравитации сместился к охладителю 4.

На фиг.5 показан момент вытеснения рабочего тела из области нагрева в область охлаждения массивным вытеснителем 5, двигающегося к нагревателю 2 под действием сил гравитации.

На фиг.6 показан момент охлаждения рабочего тела и снижение его объема, где массивный вытеснитель 5 под действием сил гравитации сместился к нагревателю 2.

Тепловой двигатель подзавода пружины двигателя часового механизма выполнен так, что может работать в независимости от того, какая сторона нагреватель 2 или охладитель 4 подвергается более высокому тепловому воздействию, то есть для функционирования главное - присутствие разности температур у пространств, контактирующих с нагревателем и охладителем.

Вытеснитель может быть выполнен из материала, имеющего низкую теплопроводность и высокую плотность, например, композиционный материал, пластмасса, эластомер, керамика и т.п.

Нагреватель 2 и охладитель 4 выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например из алюминия, сплавов алюминия, меди, медного сплава, серебра, сплава серебра или сплавов золота.

Нагреватель 2 и охладитель 4 для интенсификации теплообмена могут иметь на поверхности ребра, канавки и.т.п.

Часовой механизм может иметь несколько тепловых двигателей для автоматического завода механического аккумулятора.

Часовой механизм с тепловым двигателем для механизма завода/подзавода, в котором перемещение рабочего тела из области нагрева в область охлаждения и наоборот осуществляется массивным вытеснителем, может быть выполнен с возможностью передачи движения массивного вытеснителя механизму подзавода двигателя часов через передаточный механизм (магнитная муфта, система рычагов и.т.п.).

Часовой механизм с тепловым двигателем для механизма завода/подзавода может быть выполнен со стандартными механизмами автоподзавода, способного работать как вместе с механизмом завода/подзавода, работающего от теплового двигателя, так и отдельно друг от друга.

Как следует из описания, специалисту не составит труда понять, что часовой механизм может иметь механический аккумулятор, выполненный как в виде пружинного, так и в виде гидравлического, резинового, пневматического, гиревого или маховичного механического аккумулятора. При этом принцип передачи энергии на него не изменится, а изменится только рабочий элемент механического аккумулятора, посредством которого работа будет передана на механический аккумулятор.

Также ясно, что механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу может быть выполнен не только в виде сильфона, но и в виде мембраны (за счет совершения колебательного движения, то есть ее растяжения и сужения) либо рабочего поршня в рабочем цилиндре и других подобных механизмов. Это связано с тем, что вышеуказанный механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу основан на преобразовании энергии движения меняющей объем жидкости (рабочего тела) в возвратно-поступательное движение механизма.

Часовой механизм может быть выполнен с возможностью использования теплового двигателя как для выполнения основной задачи, автоматического завода механического аккумулятора, так и для выполнения второстепенных задач, например приведение в действие вспомогательных механизмов или придачи действия декоративным элементам.

Часовой механизм с тепловым двигателем для автоматического завода пружинного двигателя выполнен с возможностью осуществления завода пружинного двигателя как при нагреве, так при охлаждении рабочего тела.

В описании раскрыт один возможный вариант исполнения изобретения, что никоим образом не ограничивает возможные варианты его исполнения.

Часовой механизм может быть базовым, серийно выпускаемым, как в стандартном исполнении, так и с дополнительной доработкой, например фрикционным внешним концом заводной пружины для обеспечения «бесконечного завода» пружины и предотвращения ее поломки или перенапряжения.

В качестве вариантов исполнения отдельных элементов корпуса, деталей, узлов часов могут быть использованы различные известные и традиционные для часового производства технологии, материалы и конструктивные решения, обычно применяемые в часовой технике [4, 5, 6, 7].

Таким образом, обеспечивается достижение требуемого технического результата, а именно:

- решается основная проблема тепловых двигателей работающих от перепада температур, заключающаяся в том, что при длительной неизменчивости температур окружающих пространств система внутри теплового двигателя, стремясь к термическому равновесию, выдает меньшую полезную работу тем, что массивный вытеснитель постоянно выводит систему из равновесия.

Таким образом достигается повышение надежности при использовании часового механизма с автоматическим заводом механического аккумулятора часового механизма и повышение точности за счет использования теплового двигателя, который выполнен с возможностью работы даже при отсутствии температурного перепада. Как следует из описания, при осуществлении изобретения также обеспечивается, увеличение мощности автоматического подзавода и возможности использования в качестве привода дополнительных устройств в часах.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. http://remontchasov.ucoz.ru/index/avtopodzavodvchasakh/0-45.

2. А.Г. Самойлович. Термодинамика и статистическая физика. - М.: Гостехиздат, 1955. - С.10. - 368 с.

3. Аксельрод М. Теория и проектирование приборов времени. -Л.: «Машиностроение», 1969, с.45-47

4. Харитончук А.П. Справочная книга по ремонту часов. -М., 1977, стр.18, 21.

5. Романов А.Д. Проектирование приборов времени. -М., 1975, стр.140.

6. Тарасов С.В. Технология часового производства. -М., 1963.

7. Попова В.Д., Гольдберг Н.Б. Устройство и технология сборки часов. -М., 1989/

1. Устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма, характеризующееся тем, что содержит тепловой двигатель, выполненный с возможностью преобразования разницы температур в двух разных точках пространства в механическое движение, передающееся на механический аккумулятор часового механизма, при этом тепловой двигатель содержит рабочее тело, размещенное в замкнутой теплообменной емкости, вытеснитель, свободно перемещающийся внутри этой емкости под действием силы гравитационного притяжения, и механизм преобразования изменения давления в механическое движение.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механическая передача от теплового двигателя на механический аккумулятор осуществляется механизмом подзавода.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тепловой двигатель выполнен с возможностью преобразования разности температур у поверхности часов и температуры окружающей среды в движение часового механизма механических часов.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механический аккумулятор выполнен в виде пружинного, гидравлического, пневматического, гиревого, маховичного или резинового механического аккумулятора.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механический аккумулятор часового механизма может быть заведен при помощи заводной головки (18).

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тепловой двигатель содержит по меньшей мере один механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу и по меньшей мере одну теплообменную емкость (1).

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вытеснитель (6) теплового двигателя совершает перемещение, вследствие которого рабочее тело перемещается из области нагрева в область охлаждения или наоборот, что сопровождается изменением его объема и давления внутри теплообменной емкости (1).

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что тепловой двигатель выполнен с возможностью нагревания рабочего тела теплового двигателя за счет нагревания теплопроводной стороны (3) теплообменной емкости (1) окружающим пространством.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что тепловой двигатель выполнен с возможностью охлаждения рабочего тела теплового двигателя за счет отдачи тепла через теплопроводную поверхность (5) окружающей среде и охлаждения поверхности (5) теплообменной емкости (1) окружающей средой.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что для интенсификации нагревания теплового двигателя теплопроводная сторона (3) теплообменной емкости (1) выполнена из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например из алюминия, сплавов алюминия, меди, медного сплава, серебра, сплава серебра или сплавов золота.

11. Устройство по п.9 отличающееся тем, что для интенсификации охлаждения на охлаждающей теплопроводной поверхности (5) теплообменной емкости (1) выполняют ребра, канавки или дополнительные элементы охлаждения.

12. Устройство по п.7, отличающееся тем, что тепловой двигатель выполнен с возможностью использования в качестве охладителя или нагревателя боковых сторон корпуса часов или стороны циферблата, а качестве теплоприемника и нагревателя или охладителя - заднюю крышку или части задней крышки корпуса часов с расположенным между ними теплоизоляционным материалом с низким коэффициентом теплопроводности.

13. Устройство по п.7, отличающееся тем, что тепловой двигатель выполнен таким образом, что теплопроводная сторона (3) может выступать в качестве охладителя, в то время как охладитель (5) может осуществлять функцию нагревания.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тепловой двигатель выполнен с возможностью использования в нем в качестве рабочего тела жидкости с большим коэффициентом линейного расширения - этиловый спирт, метиловый спирт, ацетон, диэтиловый либо этиловый эфир, ртуть, галинстан.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тепловой двигатель выполнен с возможностью совместного функционирования с другими двигателями.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу выполнен в виде рабочего цилиндра с рабочим поршнем.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу выполнен в виде мембраны.

18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу выполнен в виде сильфона.

19. Часовой механизм для приведения в движение указателя или указателей времени, содержащий по меньшей мере один подвижный и по меньшей мере один неподвижный элементы и устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма по любому из пп. 1-18.

20. Часовой механизм по п.19, отличающийся тем, что часовой механизм может быть выполнен с возможностью использования теплового двигателя для приведения в действие вспомогательных механизмов или придачи действия декоративным элементам.

21. Механические часы, содержащие корпус и часовой механизм для приведения в движение указателя или указателей времени по любому из пп. 19 или 20.

22. Способ для автоматического приведения в движение подвижных элементов часового механизма, в котором используют устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма по любому из пп.1-18.

23. Тепловой двигатель механических часов, содержащий механизм преобразования изменения давления в механическое движение, по меньшей мере одну теплообменную емкость, в замкнутом пространстве которого рабочее тело совершает изменение своего объема вследствие попеременного охлаждения и нагрева, и вытеснитель, свободно перемещающийся внутри этой емкости под действием силы гравитационного притяжения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области часовой промышленности и может быть использовано при производстве механических наручных часов с автоматическим приводом с возможностью получения энергии движения от разности температур у поверхности руки пользователя со стороны задней крышки корпуса часов и температуры воздуха со стороны циферблата и боковых сторон корпуса часов.

Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на создание часов с механизмом автоподзавода, который облегчен и обладает повышенной чувствительностью к внешним воздействиям, компактен и прост по конструкции, надежен в использовании, дешев в производстве, что обеспечивается за счет того, что механизм автоподзавода часов содержит инерционную массу, перемещающуюся при изменении положения часов, и колесную систему с возможностью кинематической связи с барабаном пружинного двигателя часов, при этом, согласно изобретению, в качестве инерционной массы используют размещенный на плате часовой механизм с возможностью качания платы в неподвижном корпусе и подзавода пружинного двигателя при качании платы.

Использование: изобретение относится к области часовой промышленности и может быть использовано при производстве механических часов с автоматическим заводом механического аккумулятора часового механизма. Сущность: устройство автоматического завода механического аккумулятора часового механизма содержит тепловой двигатель, выполненный с возможностью преобразования разницы температур в двух разных точках пространства в механическое движение, передающееся на механический аккумулятор часового механизма, причем такт работы двигателя задается часовым механизмом. При этом оно дополнительно содержит передаточный механизм. При этом такт работы теплового двигателя задается часовым механизмом через передаточный механизм. При этом механическая передача от теплового двигателя на механический аккумулятор осуществляется механизмом подзавода. Это устройство автоматического завода используется в часовом механизме, который может быть установлен как на переносные, так и на стационарные механические часы. Техническим результатом, получаемым при использовании изобретения, является обеспечение постоянного значения суточного хода часов и повышение точности часов за счет обеспечения постоянного значения крутящего момента пружинного двигателя, передаваемого на спусковой регулятор. Также обеспечивается полная автономность работы часов при отсутствии внешнего воздействия пользователя посредством использования разности температур различных областей пространства и возможность использования механизма часов как в переносных, так и в стационарных часах. 5 н. и 25 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.

Использование: изобретение относится к области часовой промышленности и может быть использовано при производстве механических наручных часов с автоматическим приводом с возможностью получения энергии движения от разности температур различных областей пространства (снаружи/внутри корпуса часов). Сущность: часовой механизм имеет термочувствительный привод, содержащий, по меньшей мере, один термочувствительный модуль, в свою очередь, содержащий термочувствительный элемент, средство преобразования движения термочувствительного элемента в движение механизма подзавода и средство перемещения термочувствительного модуля, скорость которого задается часовым механизмом, при этом термочувствительный привод имеет, по меньшей мере, одну зону охлаждения и, по меньшей мере, одну зону нагревания. Часовой механизм также содержит передаточный механизм, предназначенный для передачи движения от часового механизма к средству перемещения термочувствительного модуля, и механизм подзавода, который предназначен для передачи движения от термочувствительного привода двигателю часового механизма. Технический результат: значительное увеличение (на порядки!) эффективности подзавода двигателя часового механизма вследствие самообеспечения устройством попеременного изменения температуры относительно термочувствительного элемента. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 16 ил.
Наверх