CN214477191U - 一种基于形状记忆合金的温度自控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于形状记忆合金的温度自控装置，提供一种不仅可以提高温控系统的可靠性和普适性,而且机构简单、安装方便、不需要控制电源、温度自由设定的基于记忆合金的温度自控装置。本实用新型的装置包括传动机构，记忆合金弹簧，绝缘壳体；所述传动机构由传动杆、复位弹簧、蓄力弹簧组成，所述绝缘壳体的中部开设有通孔，传动杆贯穿通孔延伸至壳体内部并可在通孔中自由进行上下运动，记忆合金弹簧套设在传动杆上并与之物理接触，所述传动机构的动作由记忆合金弹簧的伸缩控制，所述传动杆上部设有一个凸起结构的杆帽，本实用新型的温控装置能适用于各种工作环境、使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及温度控制领域，具体涉及一种基于形状记忆合金的温度自控装置。
背景技术
近年来，温控系统在各个领域应用越来越广泛，各行各业对温控装置的需求也有着越来越多形式，但是由于近年来自动化和智能化高速的发展，大部分温度控制方式采用传感器与继电器的配合实现，采用传感器与继电器必然需要低压控制电源，使得温度控制系统在某些环境下的构建太过繁琐，大大提高了温度控制的成本以及使用门槛。
目前，温控装置均采用传感器采集温度数据，由控制器集中处理后操控继电器的架构，使得温控装置结构整体分散，温度控制过程不够紧凑，在某些工作环境下可能会由于中间某环节的故障导致失去温度控制能力从而造成严重的后果，因此亟需一种使用方法与普通开关无差，可实现就地控制的温控装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于形状记忆合金的温度自控装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于形状记忆合金的温度自控装置，包括传动机构，记忆合金弹簧，绝缘壳体；所述传动机构由传动杆、复位弹簧、蓄力弹簧组成，所述绝缘壳体的中部开设有通孔，传动杆贯穿通孔延伸至壳体内部并可在通孔中自由进行上下运动，记忆合金弹簧套设在传动杆上并与之物理接触，所述传动机构的动作由记忆合金弹簧的伸缩控制，所述传动杆上部设有一个凸起结构的杆帽。
优选的，所述记忆合金弹簧的一端与传动杆杆帽连接，另一端与绝缘壳体顶面的外壁固定连接。
优选的，所述蓄力弹簧与传动杆通过转轴结构连接；所述复位弹簧套设在传动杆上，复位弹簧的一端与绝缘壳体顶面的内壁固定连接，另一端与传动机构的下部连接。
优选的，所述温度自控装置还包括有开关机构，所述开关机构的分合状态由传动机构控制，所述开关机构包括动触头和静触点。
优选的，所述动触头具体为簧片形式的动触头。
优选的，所述静触点包括常闭静触点和常开静触点，所述动触头控制一组常闭静触点和一组常开静触点。
优选的，所述复位弹簧可以在记忆合金弹簧带动传动机构动作后将传动机构复位至起始状态。
优选的，所述蓄力弹簧可以为传动机构提供一定的动作应力。
优选的，所述绝缘壳体是所有机构的支撑体，为所有机构提供支撑作用。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用记忆合金材料来控制传动杆的位置，不同的记忆合金在不同温度下的形变量不同，只要通过调节传动杆与记忆合金弹簧的连接位置,就可以实现设定开关动作温度的目的，达到使用环境适应性强的效果；本实用新型所提供的温控装置不需要另设控制电源和继电器，使用方法与普通开关无差，可实现就地控制。
附图说明
图1为本实用新型温控装置主视图；
图2为本实用新型温控装置初始状态结构示意图；
图3为本实用新型温控装置动作状态变化结构示意图；
图中，记忆合金弹簧-1，传动杆-2，杆帽-21，复位弹簧-3，簧片-4，蓄力弹簧-(51,52)，常闭静触点-(61,63)，常开静触点-(62,64)，绝缘壳体-7。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，是本实用新型温度自控装置的主视图，所述自控装置包括记忆合金弹簧1，至少包括传动杆2、复位弹簧3、蓄力弹簧51、52的传动机构；至少包括簧片4、静触点61、62、63、64的开关机构；至少包括绝缘壳体7的支撑体，绝缘壳体为所有机构提供支撑作用；开关机构的分合状态由传动机构控制，开关机构包括有动触头和静触点，动触头具体为簧片形式的动触头。
形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)具有能够记住其原始形状的功能，也即：形状记忆合金具有形状记忆效应。可以在高于奥氏体化温度As的环境下将形状记忆合金体制成第一形状、目标形状或初始状态。接着，在温度低于奥氏体温度As的环境下，将形状记忆合金体塑性形变而形成第二形状(或称为塑性形状)。如果再将形状记忆合金加热到奥氏体化温度As以上的温度，形状记忆合金将形变恢复成预设形状。
形状记忆合金可以包括钛镍系形状记忆合金、铜镍系合金、铜铝系合金、铜锌系合金、铁系合金的一种或者多种。例如，钛镍系形状记忆合金可以包括钛镍合金、钛镍铜合金、钛镍铁合金的一种或多种。记忆合金弹簧的预设长度与塑性长度可以按所需温度限位、阻尼系数和开关应力范围预设。
形状记忆合金弹簧可以通过合适的可调节结构与传动机构连接，记忆合金弹簧1套设在传动杆2上并与之物理接触，传动机构的动作由记忆合金弹簧的伸缩控制，传动杆上部设有一个凸起结构的杆帽21，绝缘壳体7的中部开设有通孔，传动杆贯穿通孔延伸至壳体内部并可在通孔中自由进行上下运动，记忆合金弹簧1的一端与传动杆杆帽21连接，另一端与绝缘壳体顶面的外壁固定连接，通过调节杆帽凸起的温度，可以改变装置的动作温度。例如杆帽若将记忆合金弹簧的初始长度压缩至较短，则温度限位较低；若将记忆合金弹簧的初始长度压缩至较长，则温度限位较高。
如图2所示，传动杆2与蓄力弹簧51、52通过转轴结构连接，当传动杆2发生轴向位移时，蓄力弹簧51、52的力会随之变化，实现传动机构的动作。蓄力弹簧51、52通过转轴结构与簧片4连接，蓄力弹簧可以为传动机构提供一定的动作应力。
当记忆合金弹簧1随着温度升高发生长度伸长的变化时会带动传动杆2发生位移，进而使蓄力弹簧51、52的轴方向及其的力发生变化，当蓄力弹簧51、52的轴方向与簧片4长度方向在同一条直线上时，蓄力弹簧51、52的蓄力达到最大。蓄力弹簧51、52的最大蓄力以及簧片4与静触点61、62、63、64的接触面积由所需控制电路的最大电流值设定。复位弹簧的一端与绝缘壳体顶面的内壁固定连接，另一端与传动机构的下部连接，复位弹簧可以在记忆合金弹簧带动传动机构动作后将传动机构复位至起始状态。
如图3所示，若记忆合金弹簧1继续伸长，则在传动杆2的位移作用下，蓄力弹簧51、52将反方向释放储能，将簧片4与常闭静触点61、63分离并与常开静触点62、64接触，实现常闭触点断开，常开触点闭合，即开关机构的动作，装置状态由图2变化至图3，
当温度下降时，在记忆合金弹簧1与复位弹簧3的共同作用下，传动杆2将逐渐恢复至初始位置，过程中蓄力弹簧51、52将再次重复蓄力到释放的动作，进而使得簧片4再次与常闭静触点61、63接触，如图2所示，实现传动机构及开关机构的复位，装置状态由图3变化至图2，上述过程为本实用新型温度自控装置的动作过程，本申请的装置可以在温度到达所设温度限位时控制电路开断或闭合，可以在不需要外部控制电源的环境下，有效的开合范围内电流值的电路，总的来说，本实用新型的温度自控装置具有可调温度限位、结构简单、无需控制电源、具有较大的开合能力、使用寿命长等优点。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于形状记忆合金的温度自控装置，其特征在于：包括传动机构，记忆合金弹簧(1)，绝缘壳体(7)；所述传动机构由传动杆(2)、复位弹簧(3)、蓄力弹簧(51,52)组成，所述绝缘壳体(7)的中部开设有通孔，传动杆(2)贯穿通孔延伸至壳体内部并可在通孔中自由进行上下运动，记忆合金弹簧(1)套设在传动杆上并与之物理接触，所述传动机构的动作由记忆合金弹簧的伸缩控制，所述传动杆上部设有一个凸起结构的杆帽(21)。
2.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的温度自控装置，其特征在于：所述记忆合金弹簧(1)的一端与传动杆杆帽(21)连接，另一端与绝缘壳体(7)顶面的外壁固定连接。
3.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的温度自控装置，其特征在于：所述蓄力弹簧(51,52)与传动杆(2)通过转轴结构连接；所述复位弹簧(3)套设在传动杆上，复位弹簧的一端与绝缘壳体顶面的内壁固定连接，另一端与传动机构的下部连接。
4.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的温度自控装置，其特征在于：所述温度自控装置还包括有开关机构，所述开关机构的分合状态由传动机构控制，所述开关机构包括动触头和静触点。
5.根据权利要求4所述的基于形状记忆合金的温度自控装置，其特征在于：所述动触头具体为簧片形式的动触头。
6.根据权利要求4所述的基于形状记忆合金的温度自控装置，其特征在于：所述静触点包括常闭静触点(61,63)和常开静触点(62,64)，所述动触头控制一组常闭静触点和一组常开静触点。
7.根据权利要求1或3所述的基于形状记忆合金的温度自控装置，其特征在于：所述复位弹簧(3)可以在记忆合金弹簧带动传动机构动作后将传动机构复位至起始状态。
8.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的温度自控装置，其特征在于：所述蓄力弹簧可以为传动机构提供一定的动作应力。
9.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的温度自控装置，其特征在于：所述绝缘壳体是所有机构的支撑体，为所有机构提供支撑作用。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117484475A (zh) * | 2023-11-16 | 2024-02-02 | 安徽大学 | 一种基于记忆合金的外骨骼用能量切换装置 |
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2021
- 2021-04-07 CN CN202120702572.XU patent/CN214477191U/zh not_active Expired - Fee Related
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