Przedmiotem wynalazku jest przetwornik elektro¬ mechaniczny, w którym podgrzewane przez ele¬ ment grzejny medium zwieksza objetosc powodujac ruch posuwisty tloka.Znane jest termiczne urzadzenie uruchamiajace, 5 w którym samonastawny, "wytwarzajacy cie(plo ele¬ ment jest umieszczony w polu oddzialywania ciep¬ lnego na komore zawierajaca czynnik podlegajacy rozszerzalnosci cieplnej. Zasilenie tego elementu energia elektryczna powoduje rozszerzenie cieplne l0 wymienionego czynnika, co z kolei powoduje po¬ suwisty ruch tloka pod wplywem tego czynnika.Zastosowanie automatycznie regulowanego ele¬ mentu wytwarzajacego cieplo umozliwia unikniecie przegrzewania przy stosowaniu zasadniczo stalej 15 energii pobudzajacej. Ponadto uniknieto koniecz¬ nosci stosowania urzadzen zewnetrznych przezna¬ czonych do ograniczania zasilania energia elekitiryicz- na. Taki przetwornik elektromechaniczny, podobnie jak inne znane urzadzenia tego typu, jest kalibro- 20 wany na zadane przemieszczenie czola tloka, jed¬ nakze kalibrowanie to podlega zmianom w czasie dzialania urzadzenia na skutek strat pewnych ilos¬ ci czynnika podlegajacego rozszerzalnosci cieplnej lub na skutek zmiany objetosci komory, na przy- 25 klad na skutek przypadkowego uderzenia. Ponadto, aby uchronic takie urzadzenia od uszkodzen, tlok nalezy chronic przed dzialaniem sil zewnetrznych.Ponadto maksymalna temperatura urzadzenia wy¬ twarzajacego cieplo musi byc wybrana dostatecz- 30 nie niska, by uniknac przemieszczen czynnika pod¬ legajacego rozszerzalnosci cieplnej. Chociaz wlas¬ ciwosci te nie stanowia ograniczen dla wielu za¬ stosowan termicznych przetworników elektrome¬ chanicznych, jednak sa pewne sytuacje, kiedy staja sie one istotne. Przykladem jest tu zmywarka naczyn, w której takie urzadzenie uruchamiajace jest uzywane do dozowania mydla lub srodka czyszczacego. Niekorzystne warunki dzialania, takie jak wilgoc i brud, moga spowodowac zakleszcze¬ nie które z kolei moze stac sie przyczyna odksztal¬ cenia komory zawierajacej czyninik podlegajacy rozszerzalnosci cieplnej. Oznacza to, ze czynnik ten bedzie nadal rozszerzal sie nawet jezeli tlok jest juz zatrzymany i bedzie powodowal odksztalcenie komory. Innym przykladem jest takie zastosowa¬ nie urzadzenia którego warunkiem koniecznym jest zachowanie dokladnie okreslonego skoku przez oaly czas dzialania urzadzenia.Te niedomagania zostaly usuiniejte przez niniej¬ szy wynalazek polegajacy na tym, ze przemieszcze¬ nie tloka przetwornika elektromechanicznego jest dokladnie ograniczone za pomoca zderzaków me- chanilczinych. Kiedy tlok jest w swym polozeniu zewnetrznym, w jednym przykladzie wykonania dalsze rozszerzanie sie podlegajacego rozszerzal¬ nosci cieplnej czynnika powoduje Oddzielanie sie komory zawierajacej tein czynnik od zródla ciepla w kierunku przeciwnym do -dzialania sprezyny po¬ wrotnej, na skutek czego zmienia sie oddzialywa- 87 69087 nia termiczne pomiedzy zródlem ciepla a wymie¬ nionym czynnikem i poziom cisnienia tego czyn¬ nika zostaje utrzymany w zadamyeh granicach.Szybsza reakcje urzadzenia uruchamiajacego mozna uzyskac dzieki temu, ze rozJdzielanie komory od zródla ciepla umozliwilo zastosowanie zródla cie¬ pla o wyzszej temperaturze. W innym przykladzie wykonania polozenie komory jest stale w o/budo¬ wie, lecz zastosowany jest drugi tlok przesuwny, który sluzy do powiejkszania objetosci czynnej wy¬ mienionej komory.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji przetwornika elektromechanicznego z elementem grzejnym, dla przetwarzania energii elektrycznej w liniowy ruch posuwisty o uprzednio okreslonym dokladnym skoku, skok jest Tegulowany, ale nie ulega zmianom podczas pracy urzadzenia, które nde podlega uszkodzeniom pod dzialaniem obciaze¬ nia zewnetrznego, a czas rozgrzewanlia tego urzadze¬ nia nie bedzie krótszy bez przedluzenia czasu ochla- dlzanliai Cel ten zostal osiagniety przez -to, ze przetwor¬ nik elektromechaniczny z elementem grzejnym ma obudowe zawierajalea wydrazenie, w którym znaj¬ duje sie komora zawierajaca pierwszy i drugi ob¬ szar powstawania sily. Cteynnik podlegajacy roz¬ szerzalnosci cieplnej umieszczony jest w polu od¬ dzialywania cieplnego zródla ciepla, oraz zawiera komore mieszczaca tlok umieszczony suwliwie z mozliwoscia zmiany polozenia na zewnatrz. Zmia¬ na polozenia drugiego segmentu tloka nastepuje wówczas gdy sila wywierana przez rozszerzajacy sie czynnik przekroczy okreslona wartosc.Rrzedimiot wynalazku uwiidoazniony jest w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przetwornik w widoku z boku, fig. 2 — przetwornik w widoku z góry, fig. 3 — prze¬ twornik w widoku z dolu, fig. 4 — przetwornik w przekroju poprzecznym zaznaczonym, ha fig. 2 linia' 4—4, fig. 5 wykres rezystancji, w sikali lo¬ garytmicznej, w funkcji temperatury w skali li¬ niowej, dla elementu grzejnego przetwoirnika elek¬ tromechanicznego, fig. 6 — wykres procentowego rozszerzenia objetosciowego w tfunkcji temperatury dla podlegajacego rozszerzalnosci cieplnej materialu uzytego w przetworniku elektromechanicznym, fig. 7 — przekrój) poprzeczny przetwornika w polozeniu spoczynkowym, fig. 8 — przekrój poprzeczny prze¬ twornika w stanie posrednim, gdy tlok osiagnal swój pelny skok, fig. 9 — przekrój poprzeczny przetwornika w stanie calkowitego uruchomienia, fig. 10 — przetwornik elektromechaniczny w prze¬ kroju z pokazaniem elementów regulacji dlugosci skoku tloka, fig. 11 — drugi wariant realizacji przykladu rozwiazania prcefiworinika w przekroju w stanie posrednim uruchomienia, gdy tlok osiag¬ nal swój skok, fig. 12 — przetwornik z fig. 11 po osiagnieciu stanu calkowitego uruchomienia, fig. 13 — przetwornik .osadzony na podporze, a fig. 14 — odmiane przykladu rozwiazania zamocowania przetwornika elektromechanicznego.Pokazany na fig. 1, fig. 2, fig. 3 i fig. 4 prze¬ twornik elektromechaniczny 10 ma zewnetrzna obu¬ dowe z elektrycznie izolujacego materialu, na przy- kladz zywicy fenolowej, utworzona z dwóch iden- 690 tycznych polówek 12 i 14, rozcietych wzdluznie i tworzacych wewnatrz komore 16 o ksztalcie cylin¬ drycznym. W kazdej polówce obudowy wykonane sa otwory 18 i 20, na nity laczace te polówki 12 i 14 ze soba. Kazda polówka obudowy ma kolek 22 wchodzacy w odpowiadajace .mu wglebienie 24 dru¬ giej polówki obudowy w celu zapewnienia wlasci¬ wego polozenia wzajemnego obu polówek obudowy.Wewnatrz komory 16 umieszczony jest tlok 26 io o ksztalcie walca, korzystnie odiany z tworzywa fenolowego'. Tlok 26 ma wystajacy na zewnatrz promieniowy kolnierz 28 na swym jednym konicu, przy czym obwód tego kolnierza jest dokladnie spa- sowany w komorze 16. Wokól tloka 26, pomiedzy kolnierzem 28 a scianka górna 32 obudowy umie¬ szczona jest sprezyna srubowa 30 tak, ze tlok 26 ma mozliwosc przesuwania sie wewnatrz komory z równoczesnym naprezeniem sprezyny 30. Tlok 26 ma drazek 34 o zmniejszonej srednicy, która tworzy pierscien 36 sluzacy do ograniczenia ruchu tloka 26 na zewnatrz przez oparcie sie o scianke . górna 32 obudowy. Drazek 34 tloka jest umieszczo¬ ny suwliwie w otworze 38 scianki górnej 32.W obudowie wykonane jest równiez cylindryczne wydrazenie 40, do którego powierzchnia dna 44 kolnierza 28 jest dociskana sprezyna 30. Sprezyna spycha zatem tlok 26 do wewnetrznego poloze¬ nia spoczynkowego, w którym kolnierz 28 opiera sie o cylindryczne wydrazenie 40 dzialajace jako. zderzak, natomiast ruch tloka 26 w kierunku na zewnatrz jest ograniczony przez pierscien 36 opie¬ rajacy sie o scianke górna 32, który stanowi dru¬ gi zderzak.Tlok 26 ma otwór 42 w powierzchni dna 44 oraz ma wystajacy do dolu drazek 46 w tym otworze.Glebokosc otworu 42 jest wybrana tak, ze jest wieksza niz dlugosc skoku tloka.Cylindryczna komora 48. jeslt wykonana z prze¬ wodzacego cieplo materialu takiego jak mosiadz, przy czym jej pierwsza czesc cylindryczna 50 jest polaczona z druga czescia cylindryczna 52 przez stozkowa czesc 54. Czesc cylindryczna 52 wchodzi w otwór 42 tloka 26 i jest korzystnie spasowana dokladnie ze scianka otworu 42 w celu utworze- 45 nia prowadnicy utrzymujacej czesci w ustawieniu wspólosiowym, aby uniknac bicia osiowego. Na wolnym koncu czesci 50 wykonany jest wystajacy na zewnatrz kolnierz 56 w celu ulatwienia zacis¬ kowego dolaczenia podstawy 58 w zagietym ele- 50 mencie 60. Podstawa 58 ma tuleje 62 z otworem przelotowym, która wchodzi wewnatrz w komore.W komorze 48 zawarty jest rozszerzajacy sie pod wplywem ciepla czynnik 64. W czesci cylindrycz¬ nej 52 umieszczona jest suwliwie glówka tlokowa 55 66, a w tuiefi 62 umaeszlczona jest draga glówka tlo¬ kowa 68. Glówki tlokowe 66 i 68 malja rowkli 70 i 72, w których umieszczone sa pierscienie uszczelniaja¬ ce 74 i 76. Pierscienie uszczelniajace 74 i 76 sa wy¬ konane ze stosunkowo elastycznego materialu po- 60 doibnego do gumy i nadajacego sie do ciaglej pra¬ cy w warunkach wysokiej temlperatury, na przyk¬ lad z elastomeru fluorowego.Druga srubowa sprezyna powrotna 78 jest umie¬ szczona pomiedzy zagietym elementem 60 czesci 65 50 a odsadzeniem 80 wykonanym w obudowie,'5 przy czyni sprezyna ta dociska komore 48 do dna obudowy, do przewodzacej cieplo plyty 82, Przez otwory wykonane w dnie 88 obudowy wy¬ stepuja koncówki 84 i 86. Koncówka 84, utworzona korzystnie przez wygiecie w bok plytki 90, jest osadzlona w obudowie dna 88, przy czym z plyta 90 polaczona jest plytka 92 z materialu o dodat¬ nim wspólczynniku temperaturowych zmian rezys¬ tancji. Plytka 92 ma na swych obu przeciwleglych powierzchniach czolowych metalizowane powierzch¬ nie stykowe, przy czym jedna z tych powierzchni jesit przylutowana do plyty 90 lub tez jest spojona z nia na przyklad za pomoca elektrycznie przewo¬ dzacej zywicy epoksydowej z domieszka srebra.Wyprowadzenie 86 rcia póflke 94. Pomiedzy druga powierzchnia czolowa plytki 92 a pólka 94 umie¬ szczona jest elektrycznie przewodzaca sprezyna stykowa 96.Plytka 92 wykonana korzystnie z materialu o do¬ datnim wspólczynniku temperaturowych zmian re¬ zystancji z szybkim narastaniem przy tempera¬ turach wyzszych tak, ze ma skutek pobudzania elektrycznego wystepuje automatyczna regulacja w zakresie zaprogramowanym. Przykladem odpo¬ wiedniego materialu jest póliprzewodzaca ceramika barowo-tytanowa domieszkowana lantanem, na przyklad Ba-997 La-003 Ti08. Na fig. 5 pokazano w skali logarytmicznej wykres 100 -rezystancji w funkcji temperatury dla plytki 92 w urzadzeniu wedlug wynalazku, chociaz moga byc wytorzys- tywane równiez inne zakresy temperatury. Nalezy zauwazyc, ze w temperaturajch ponizej temperatury wynoszacej ,w przyblizeniu 120°C i(393°K) rezys¬ tancja jest zasadniczo stala, -a powyzej tej temlpe- ratury rezystancja gwaltownie wzrasta o kilka rze¬ dów wielkosci. Gdy do pobudzenia plytki 92 za¬ stosuje sie odpowiednie napiecie temperatura tej plytki gwaltownie wzrasta az do osiagniecia punk¬ tu o temperaturze okolo 120°C (393°K), kiedy to rezystancja gwaltownie wzrasta i ogranicza do¬ plyw pradu i mocy do plyitki 92. Moc wejsciowa jest ograniczona az plytka 92 osiagnie stan równo¬ wagi cieplnej o temperaturze roboczej w przybli¬ zeniu 120°C (393°K). Jak okresla punkt Ts na krzy¬ wej 100. Chociaz zastosowanie konwencjonalnych grzejników nadaje sie do wykorzystania w reali¬ zacji wynalazku, to jednak korzystny jest grzejnik z materialu o dodatnim wspólczynniku temperatu¬ rowych zmian rezystancji poniewaz material taki jest szczególnie dobrze dostosowany do uzycia w termicznych urzadzeniach uruchamiajacych. Po¬ niewaz rozszerzenie sie czynnika rozszerzajacego sie cieplnie jest bezposrednio zalezne od tempera¬ tury tego czynnika, klorzysltne jest stosowalnie grzej¬ ników o wybranej, stalej, okreslonej temperatu¬ rze roboczej, a grzejniki z materialu o dodatnim wspólczynniku temperaturowych zmian rezystan¬ cji z gwaltownym skokiem maja te wlasciwosc.Przykladowo zmiany naciecia wejsciowego maja pomijalny wplyw na temperature robocza plytki z materialu o dodatnim wspólczynniku zmian tem¬ peraturowych rezystancji. Wzrost napiecia wejscio¬ wego poczatkowo p)owoduje wzrost mocy dostar¬ czanej do plytki na skutek czego pojawia sie nie¬ wielki wzrost temperatury roboczej, fetory powo- 7 690 6 duje wiekszy przyrost rezystancji, który z kolei powoduje zmniejszenie mocy wejsciowej -z pow¬ rotem do poczatkowego puriktu roboczego. Spadek napiecia wejsciowego poczatkowo powJoduje spa- dek mocy wejsciowej, na skutek czego pojawia sie niewielki spadek temperatury roboczej,*'*ktory powoduje wiekszy spadek rezystancji, który z ko¬ lei zmniejszenie mocy wejsciowej z powrotem do puinkfturoboczego. * n Zmiany temperatury otoczenia nie wiplywaija na temperature robocza plytki 92, pioniewaz tempera¬ tura 120°C (393°K) lezy znacznie powyzej tempe¬ ratury otoczenia. Poniewaz plyltka 92 przetwarza energie elektryczna na cieplo przez ogrzewanie 13 omoiwe mozna stosowac zródla prajdu stalego lub zródla pradu przemiennego'. Urzadzenie nie powo¬ duje zaklócen radiowych, poniewaz nie ma zad¬ nych styków lub innych czesci ruchomych.Jako czynnik podlegajacy rozszerzalnosci ter- micznej nadaje sie wiele materialów. Na fig. 6 pokazano krzywa 102 rozszerzalnosci objetoscio¬ wej w runkiOji temperatury dla jednego z takich materialów, którym jest parafina o waskim zakre¬ sie rozkladu ciezaru czasteczkowego. Material taki ma wspólczynnik rozszerzalnosci. objetosciowej, który jest znacznie wiekszy w zakresie przejscia z stanu stalegb do stanu cieklego niz wspólczynnik rozszerzalnosci stanu stalego lub stanu cieklego.Wlasciwosci rozszerzalnosci parafiny sa nieokre- slone i w rzeczywistosci zaleza od cisnienia. Ma¬ terial wybrany na czynnik 64 jest taki, ze jego temperatura przejscia w stain ciekly lezy powyzej najwyzszej temperatury otoczenia, wystepujacej podczas pracy przetwornika elektromechanicznego, poniewaz pozadane jest, by ruich tloka mial miej¬ sce podczas charakteryzujajcegor sie duzym wspól¬ czynnikiem rozszerzalnosci cieplnej przejscia mie- dzylfazowego tegb czynnika. Dla czynnika z fig. 6 zakres przejscia miedzytfazowego wynosi 80°CH-95oC 40 ^S^R-^S^), cojest szczególnie,korzystne w przy¬ padku plytki 92 o temjperaltjurze powyzej tego za¬ kresu, na przyklad w 120°C (3930,K).Dzialanie przetwornika elektromechanicznego 10 jest otpisane dokladniej na podstawie fig. 7, fig. 8 45 i fig. 9, które sa nieco uproszczone dla ulatwienia zrozumienia dzialania. Na fig. 7 pokazano urzadze¬ nie uruchamiajace 10 w stanie niepobudzonym, jak na fg. 4. Po pobudzeniu zródla ciepla 92 przez przylozenie don napiecia poprzez wyprowadzenie 84 50 i 86 temperatura plytki i z materialu o dodatnim wspólczynniku temperaturowych zmian rezystancji szybko osiaga swoja temperature robocza Ts (fig. 5) i cieplo jest przenoszone do podlegajacego rozsze¬ rzalnosci cieplnej czynnika 64 poprzez mosiezna 55 komore 48. Nalezy zauwazyc, ze tuleja 62, która wchodzi w komore zwieksza przenoszenie ciepla od zródla ciepla do czynnika 64. Gdy temperatura czynnika osiaga 80°C, (353°K) rozpoczyna sie przej¬ scie miedzyfazowe, które wypycha tlok 26 na ze- 60 wnatrz przeciwdzialajac sprezynie 30 az pierscien 36 tloka 26 oprze sie o scianke' 32 komory, ogra¬ niczajac przez to skok tloka jak pokazano na fig. 8. Czynnik 64 nadal sie jednak rozszerza i powo¬ duje oddzielenie komory 48 od zródla ciepla 9t 65 przeciw dzialaniu sprezyny 78, jak pokazano na fig.87 690 8 9. Aby to nastapilo, skuteczna powierzchnia tlo¬ kowa glówki tlokowej 68 jest wybrana tak, ze jest Wieksza niz skuteczna poiwierzchnia tlokowa glów¬ ki tlokowej 66: Wystepuje zatem sila naciskajaca na stozkowa czesc 54 i powodujaca odsunieoie 'ko¬ mory 48 od zródla ciepla i od plyty 82 (fig. 4), przy czyim sila ta zalezy od róznicy tych diwóch powierzchni. Jezeli koimbra jest juz oddzielona od zródla ciepla przekazywanie cieipla do czyanika 64 jest zmniejszone, chociaz plytka 92 ma nadal swa temperature robocza. Uzyskuje sie zatem równowa¬ ge miedzy cisnieniem w komorze a cieplem do¬ prowadzanym do czynnika 64. Im dalej komora oddala sie od zródla ciepla tym mniejsza ilosc cie¬ pla jest doprowadzana do czynnika 64. Chociaz oddalenie, pokazane na fig. 9, jest przesadzone dla celów ilustracyjnych, przy rzeczywistym dzia¬ laniu stwierdzono', ze równowaga ta zwykle wy¬ stepuje gdy oddalenie (szczelina powietrza) wy¬ niesie 0,79—il,00 mm. Uklad jest przewidziany dla ustalenia równowagi przy zwiekszonym doplywie ciepla do czynnika 64 w zakresie polowy rozsze¬ rzalnosci czynnika zastosowanego do poruszenia tloka 26. Cisnienie izostatyczne; które wyzwala ruch komory 48 zalezy jedynie od powierzchni glówek tlokowych 66 i 68 oraz od nacisku spre¬ zyny powrotnej 78. Kiedy urzadizemie uruchamiajace odtlajczy sde od zasalania komora 48 porusza sie z powrotem do styku z plyta wsporcza 82, a tlok 26 powraca nastepnie db polozenia wewnetrznego pokazanego na fig. 7, na skutek dzialania sily zwrotnej sprezyny 30.Widac zatem, ze jesli mala ilosc czynnika 64 jest stracona podczas obiegu, czynnik ten bedzie podgrzewal sde do nieco wyzszej temperatury za¬ nim tlok 26 ukonczy swój skok i rozpocznie sie wzrost cisnienia. Dzialanie na obciazenie zewnetrz¬ ne i dlugosc skoku tloka nie ulegaja zmianie przy stracie czynnika 64 z komory 48 az do uzupelnie¬ nia \go z rezerwy. Oznacza to, ze poczatkblwo prze- Ijworntik -elektromechaniczny 10 pracuje wdoflnelj po¬ lowie zakresu przejscia od stanu stalego do stanu cieklego (tfHlg. 6), a przy koncu swej zywotnosci pra- cuije w górnej polowie zakresu rozszerzalnosci stanu przeljsioioweigo przy temperaturze wyzszej o w przy- ldizandu 7°C (280PK).Inna korzysc uzyskiwana zastosowania przetwor¬ nika z tlokiem pierwotnym i tlokiem wtórnym po¬ lega na zabezpieczeniu przetwornika elektrome¬ chanicznego -przed uszkodzeniem spowodowanym obciazeniem zewnetrznym przekraczajacym ogra¬ niczenie konstrukcyjne. Gdyby zatem tlok 26 pod¬ czas swego ruchu napotkal statyczna sile nieru¬ choma cisnienie w komorze 48 wzrosnie powodujac oddzielenie komory 48 i osiagniecie stanu równo¬ wagi przy zmniejszonym doplywie ciepla. Gdyby nadmiiemna sila statyczna zostala usunieta, tlok 26 bedzie kontynuowal swój ruch na zewnatrz i ukonczy swój skok. Jest to przypadek normalny w pewnych zastosowaniach, na przyklad przy au¬ tomatycznym wyrzucaniu kostek lodu z tacy po wystarczajacym ogrzaniu elementów rozdzielaja¬ cych.Oddzielenie komory 48 od zródla ciepla umozli¬ wila równiez zastosowaniie plytka 92 o wyzsizej temperaturze niz byloby to mozliwe bez rozgrza¬ nia czynnika 64 do nadmiernie wysokiej tempera¬ tury, poniewaz doplyw ciepla do czynnika 64 jest ograniczony przez rozdzielenie, na skutek czego • ograniczony jest równiez wizrost temperatury tego czynnika.W pewnych zastosowaniach 'korzystny jest krót¬ szy skok tloka. Jak pokazano na fig. 10, mozna to dogodnie uzyskac przez dodanie jednego lub kilku p&enscdenli dystansowych 104 tak, ze przy okreslo¬ nej konstrukcji urzadzenia mozna uzyskac dowolny zadany skok az do skoku równego calej odleglosci pomiedzy pierscieniem 36 a sjcianka górna 32, gdy dno tloka opiera sie o cylindryczne wydrazenie 40 obudowy.Inny przyklad wykonania jest pokazany na fig. 11 i fig. 12, przy czym na fig. U pokazano prze¬ twornik elektromechaniczny bezposrednio po osiag- nieciu .przez tlok 26 polozenia pelnego wysuniecia, a ft(g. 12 przedstawia przetwornik elekltromechanliciz- ny w stanie pelnego wysunieclia tloka i w stanie równowagi. Pokazany przyklad wykonania jest szcze¬ gólnie uzyteczny tam gdzie potrzebny jest dluzszy czas ochladzania po odlaczeniu zasilania od prze¬ twornika elektromechanicznego. Przykladowo, jezeli przetwornik elektromechaniczny jest zastosowany do mechanizmu zamykajacego piec wysokotemperatu¬ rowy, na przyklad piec samoczyszczacy do pirolizy, so gdy potrzebne jest pewne opóznienie czasowe, aby umozliwic wystarczajajce ochlodzenie wnetrza pieca przed otworzeniem go, nawet jezeli wystepuje przy tym strata energii elektrycznej. Jak pokazano na fig. 11, przetwornik elekltromechaniczny 110 ma 3B zmodyfikowana komore 112 czynnika podlegajace¬ go rozszerzalnosci cieplnej. Komora 112 jest zamo¬ cowana w obudowie i ma ruchoma glówke tlokowa 114, która jest dociskana do gniazda 116 sprezyna 118. inne czesci tego przetwornika elektamiecha- 40 nicznego sa identyczne jak czesci przetwornika elektromechanicznego 10, a dzialanie przetwornika jest takie samo za wyjatkiem tego, ze zamiast po¬ wodowania równowaigi za pomoca zmniejszenia przenoszenia ciepla przez rozdzielenie komory od 45 zródla ciepla; umozliwiony jest wzrost objetoM tej komory przez obnizenie polozenia glówki tlokowej 114 przeciwdzialajac sprezynie 118, jak pokazano na fig. 12. Temperatura podlegajacego' rozszerzal¬ nosci cieplnej czynnika bedzie zatem utrzymywana na wyzszym poziomie nawet po odlaczeniu zasila¬ nia od przetwornika elektromechanicznego na skutek bezposredniego sprzezenia cieplnego ze zródlem ciepla podczas calego- cyMu roboczego.Ten przyklad wykonania jest szczególnie uzy- 55 teczfty, gdy przetwoirnik elektromechaniczny ma byc stosowany w warunkach wyjatkowo wy¬ sokiej temperatury otoczenia, na przyklad w komo¬ rze silnikowej pojazdu samochodowego. Wglebie¬ nie glówki tlokowej 114 zwiejksza objetosc dostepna 60 dla rozszerzajacej sie parafiny znacznie bardziej niz w poprzednim przyklaldzie wytonania, gdzie . wzrost objetosci w tulei 62 jest czesciowo kom¬ pensowany przez spadek objetosci w tulei 52. Po¬ nadto, w przypadku koniecznoslci zwiekszenia pó- 69 jemnosci dla rozszerzajacej sie parafiny mozna9 87 690 zwiekszyc srednice tujei 52, a zatem równiez jej otwór.Przetwornik elektromechaniczny wedlug wyna¬ lazku mozna zamontowac kilkoma korzystnymi spo^ soibami. Przykladowo na fig. 13 pokazano przetwór- * nik elektromechaniczny 10 na podporze 130. Na ob¬ wodzie obudowy przetwornika dektromechanicz- nego wykonane sa rowki 132 rozdzielone polarni 134, przy czym rowki te sa przeznaczone do umiesz¬ czenia w nich pierscieni mocujacych 136. Odleglosc io na jaka przetwornik elefótromeichairiiiczny wystaje przez pod^pore 130 moze byc zatem regulowane przez umieszczenie przetwornika elekitromeehanilcznego;tak, by dowolne pole 134 lezalo pod podipora 130.[Ewentualnie przetwornik elektromechaniczny 10 mo- 10 ze byc umieszczony w otworze wspornika 138, jak po¬ kazano na fig. 14, przy czym odsadzenie 140 obudo¬ wy jest docisniete do wspornika 138, a przetwornik elektromechaniczny jest unieruchomiony za pomoca pierscienia 'dociskowego142. 20 PLThe subject of the invention is an electromechanical transducer in which the medium heated by the heating element increases its volume causing the piston to slide. There is known a thermal actuator in which a self-adjusting, "heat-producing" element (the element is placed in the field of action of heat) is known. The supply of this element with electrical energy causes a thermal expansion 10 of said medium, which in turn causes the piston to slide slid under the influence of this medium. The use of an automatically controlled heat-generating element avoids overheating when using a substantially constant Furthermore, the need to use external devices for limiting the power supply to the electric energy is avoided. Such an electromechanical transducer, like other known devices of this type, is calibrated to a predetermined displacement of the piston face, i.e. However, this calibration is subject to changes in operation due to the loss of certain amounts of the thermal expansion medium or due to a change in the volume of the chamber, for example due to accidental impact. Moreover, in order to protect such devices from damage, the piston must be protected from external forces. In addition, the maximum temperature of the heat-generating device must be chosen low enough to avoid displacement of the medium undergoing thermal expansion. While these properties do not limit many applications of thermal electromechanical converters, there are occasions when they become important. An example is a dishwasher in which such an actuator is used to dispense soap or a cleaning agent. Unfavorable operating conditions, such as moisture and dirt, can cause a jam which in turn can cause deformation of the chamber containing the medium subject to thermal expansion. This means that this factor will continue to expand even if the piston is already stopped and it will distort the chamber. Another example is the use of a device in which the necessary condition is to maintain a precisely defined stroke for a long time of operation of the device. These shortcomings have been remedied by the present invention in that the displacement of the electromechanical transducer piston is strictly limited by means of a metering device. chanilchinych. When the piston is in its outer position, in one embodiment, further expansion of the heat-expandable medium causes the chamber containing the medium to separate from the heat source in the opposite direction of the return spring, thereby changing the interaction. Thermal dissipation between the heat source and the mentioned factor and the pressure level of this factor is kept within the set limits. A faster response of the actuator can be obtained due to the fact that the separation of the chamber from the heat source allows the use of a warmer heat source. In another embodiment, the position of the chamber is a fixed structure, but a second sliding piston is used to increase the active volume of said chamber. The object of the invention is to construct an electromechanical transducer with a heating element to convert electrical energy into linear motion. sliding with a predetermined exact stroke, the stroke is Adjustable but not changed during the operation of the device, which is otherwise damaged by external load, and the warm-up time of this device will not be shorter without extending the cooling time, and this objective has been achieved by the fact that the electromechanical transducer with the heating element has a housing which includes a cavity in which is a chamber containing a first and a second force generation area. The actuator subject to thermal expansion is placed in the field of thermal action of the heat source, and includes a chamber housing a piston slidably positioned outwardly. The position of the second piston segment is changed when the force exerted by the expanding medium exceeds a certain value. The object of the invention is illustrated in the example of the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the transducer in side view, Fig. 2 - transducer in top view, Fig. 3 - the transducer in the bottom view, Fig. 4 - the transducer in the cross section marked, Fig. 2, line 4-4, Fig. 5 is a graph of the resistance in log scale as a function of temperature on a linear scale for the heating element of an electromechanical converter, Fig. 6 - a diagram of the percentage volumetric expansion as a function of temperature for the material used in the electromechanical converter undergoing thermal expansion, Fig. 7, cross-sectional view of the transducer in the rest position, Fig. 8 - transducer cross-section in the intermediate state when the piston has reached its full stroke, Fig. 9 - transducer cross-section in the complete state 10 - an electromechanical transducer in cross-section showing the elements for adjusting the stroke length of the piston, Fig. 11 - a second embodiment variant of the embodiment of the rim in a cross section in the intermediate actuation state, when the piston has reached its stroke, Fig. 12 - transducer 11 after reaching the complete actuation state, Fig. 13 shows a transducer mounted on a support, and Fig. 14 a variation of an example for mounting an electromechanical transducer. Shown in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 and Fig. 4 are The electromechanical armature 10 has an outer casing of an electrically insulating material, for example a phenolic resin, formed from two identical halves 12 and 14 which are slit longitudinally and form a cylindrical cavity 16 inside. Holes 18 and 20 are made in each housing half for rivets joining the halves 12 and 14 to each other. Each housing half has a collar 22 engaging a corresponding recess 24 of the other housing half to ensure proper alignment of the two housing halves. Inside the chamber 16 is a cylinder 26, preferably made of phenolic material. The piston 26 has an outwardly projecting radial flange 28 at one end thereof, the circumference of the flange being perfectly fit in the chamber 16. Around the piston 26, between the flange 28 and the upper wall 32 of the housing, a coil spring 30 is arranged such that the piston 26 is able to slide inside the chamber while the spring 30 is tensioned simultaneously. The piston 26 has a rod 34 of reduced diameter that forms a ring 36 to restrict the movement of the piston 26 outward by abutting against a wall. upper 32 housing. The piston rod 34 is slidably seated in the opening 38 of the top wall 32. The housing also includes a cylindrical recess 40, against which the bottom surface 44 of the collar 28 is pressed against the spring 30. The spring thus pushes the piston 26 to its internal resting position in which the flange 28 abuts against the cylindrical projection 40 acting as. stopper, and the outward movement of the piston 26 is limited by a ring 36 abutting the top wall 32 which forms the second stop. The piston 26 has an opening 42 in the surface of the bottom 44 and has a bar 46 protruding downwards therein. The depth of the bore 42 is chosen to be greater than the stroke length of the piston. The cylindrical chamber 48 is made of a heat-conducting material such as brass, the first cylindrical portion 50 thereof being connected to the second cylindrical portion 52 by a conical portion 54. The cylindrical portion 52 fits into the bore 42 of the piston 26 and preferably fits snugly against the wall of the bore 42 to form a guide holding the part coaxial to avoid axial runout. An outwardly projecting flange 56 is provided at the free end of portion 50 to facilitate clamping of base 58 to bent member 60. Base 58 has sleeves 62 with a through hole that extends internally into the chamber. Chamber 48 contains an expanding portion. under the influence of heat the factor 64. The piston head 55 66 is slidably mounted in the cylindrical part 52, and the long piston head 68 is inserted in the tuffi 62. The piston heads 66 and 68 have grooves 70 and 72 in which the rings are sealed. 74 and 76. The sealing rings 74 and 76 are made of a relatively flexible rubber-like material that is suitable for continuous use in high temperature conditions, such as fluoro elastomer. Second helical spring return. 78 is located between the bent piece 60 of the part 65 50 and the shoulder 80 made in the housing, this spring presses the chamber 48 against the bottom of the housing against the heat-conducting plate. 82, Tips 84 and 86 protrude through openings made in the bottom 88 of the housing. The tip 84, preferably formed by the lateral bend of the plate 90, is seated in the bottom housing 88, with the plate 92 connected to the plate 92 made of a material with an additional to the coefficient of temperature changes in resistance. Plate 92 has metallized contact surfaces on both of its opposing faces, one of these surfaces either soldered to plate 90 or bonded thereto by, for example, electrically conductive epoxy silver doped. Lead 86 cuts the half-tube. 94. Between the second face of the plate 92 and the shelf 94 is an electrically conductive contact spring 96. The plate 92 is preferably made of a material with a positive temperature coefficient of resistance changes with a rapid rise at higher temperatures so that it has the effect of electric excitation, automatic regulation takes place within the programmed range. An example of a suitable material is a semi-conductive barium titanium ceramic doped with lanthanum, for example Ba-997 La-003 Ti08. Fig. 5 shows a logarithmic plot of 100-resistance as a function of temperature for a plate 92 in the apparatus of the invention, although other temperature ranges may also be used. It should be noted that at temperatures below approximately 120 ° C and (393 ° K) the resistance is substantially constant, and above this temperature the resistance rapidly increases by several orders of magnitude. When the appropriate voltage is applied to energize the plate 92, the temperature of the plate rapidly rises until it reaches a point of about 120 ° C (393 ° K), whereby the resistance rapidly increases and limits the flow of current and power to the plate 92. The power input is limited until plate 92 has reached a thermal equilibrium with an operating temperature of approximately 120 ° C (393 ° K). As indicated by point Ts on curve 100. While the use of conventional heaters is suitable for use in the practice of the invention, a heater of a material having a positive temperature coefficient of resistance variation is preferred because the material is particularly well suited for use in thermal applications. actuating devices. Since the expansion of the heat-expanding medium is directly dependent on the temperature of this medium, it is appropriate to use heaters with a selected, constant, specific operating temperature, and heaters made of a material with a positive coefficient of temperature change of resistance with a sharp They have also these properties. For example, changes in the input cut have a negligible effect on the operating temperature of a plate made of a material with a positive coefficient of temperature change in resistance. An increase in the input voltage initially causes an increase in the power supplied to the board resulting in a slight increase in the operating temperature, the stench causes a greater increase in resistance, which in turn causes a reduction in the input power - due to rotate to the initial working order. A drop in the input voltage initially causes a drop in the input power, resulting in a slight drop in operating temperature which causes a greater drop in resistance which in turn reduces the input power back to the side view. Variations in ambient temperature will not affect the working temperature of the plate 92, since a temperature of 120 ° C (393 ° K) is well above the ambient temperature. Since the circuit board 92 converts electrical energy into heat by heating 13, it is possible to use a direct current source or an alternating current source. The device does not cause radio interference because it has no contacts or other moving parts. Many materials are suitable as a factor that is subject to thermal expansion. Fig. 6 shows the volumetric expansion curve 102 in temperature directions for one such material, which is a paraffin with a narrow range for molecular weight distribution. Such material has a coefficient of expansion. which is much greater in the transition from solid to liquid state than the solid or liquid expansion coefficient. Paraffin expansion properties are indeterminate and are in fact pressure dependent. The material selected for factor 64 is such that its liquid state transition temperature is above the highest ambient temperature occurring during the operation of an electromechanical transducer, since it is desirable that the piston ruin take place during the high thermal expansion transition, which is characterized by a high coefficient of thermal expansion. an interphase tegb factor. For the factor of Fig. 6, the range of the interfacial transition is 80 ° CH-95 ° C 40 ° S 2 R 3 S 4), which is particularly advantageous for a plate 92 with a temperature above this range, for example at 120 ° C. (3930, K). The operation of the electromechanical transducer 10 is described in more detail with reference to Figs. 7, Figs. 8 and 9, which are somewhat simplified to facilitate understanding of operation. Fig. 7 shows the actuator 10 in the de-energized state as in fg. 4. After the heat source 92 is energized by applying a voltage donut through the leads 84, 50 and 86, the temperature of the plate and the material having a positive temperature coefficient of resistance variation quickly attains its operating temperature Ts (FIG. 5) and the heat is transferred to the medium 64 subject to thermal expansion. through brass 55 chamber 48. It should be noted that the sleeve 62 which enters the chamber increases the heat transfer from the heat source to the medium 64. When the temperature of the medium reaches 80 ° C (353 ° K) an interphase transition begins which pushes the piston out. 26 on the inside against the spring 30 until the ring 36 of the piston 26 rests against the wall 32 of the chamber, thereby limiting the stroke of the piston as shown in Fig. 8. The factor 64 continues to expand, however, and causes the chamber 48 to separate from the chamber. the heat source 9t 65 against the action of the spring 78 as shown in FIG. 87 690 8 9. In order to do so, the effective piston surface of the piston head 68 is chosen such that it is higher than the effective piston surface of the piston head 66: there is thus a force pressing the conical portion 54 and causing the chamber 48 to move away from the heat source and plate 82 (FIG. 4), with which the force depends on the difference of these two surfaces. If the coimbra is already separated from the heat source, heat transfer to the fuse 64 is reduced, although the plate 92 is still at its operating temperature. Thus, an equilibrium is achieved between the pressure in the chamber and the heat supplied to the medium 64. The further the chamber moves away from the heat source, the less the amount of heat is fed to the medium 64. Although the distance shown in Fig. 9 is exaggerated. for illustrative purposes, in actual operation, it has been found that this equilibrium typically occurs when the spacing (air gap) is 0.79 µl.00 mm. The system is designed to equilibrate with increased heat input to the medium 64 within half the expansion of the medium used to move the piston 26. Isostatic pressure; which triggers the movement of the chamber 48 depends only on the surface of the piston heads 66 and 68 and the pressure of the return spring 78. When the actuator de-greases the judge from the feed, chamber 48 moves back to contact with the support plate 82 and the piston 26 then returns to its position. 7 due to the return force of the spring 30. It can therefore be seen that if a small amount of refrigerant 64 is lost during circulation, this refrigerant will heat the probe to a slightly higher temperature before piston 26 completes its stroke and begins to rise. pressure. The effect on the external load and the stroke length of the piston do not change with the loss of the factor 64 from the chamber 48 until it is replenished with reserve. This means that, initially, the electromechanical converter 10 operates in the half of the solid-to-liquid transition range (tfHlg. 6), and at the end of its service life, it works in the upper half of the transition state expansion range at a higher temperature at - ldizand 7 ° C (280PK). Another advantage of the primary piston and secondary piston converter lies in the protection of the electromechanical converter against damage due to external load exceeding the design limit. Thus, if the piston 26 encounters a static static force while it is moving, the pressure in the chamber 48 will increase, causing the chamber 48 to separate and reaching a state of equilibrium with reduced heat input. If the excess static was removed, piston 26 would continue its outward movement and complete its stroke. This is normal in some applications, for example, when the ice cubes are automatically ejected from the tray after the separating elements are sufficiently heated. Separating the chamber 48 from the heat source would also allow the plate 92 to be used at a higher temperature than would be possible without warming up. This reduces the temperature rise of the medium 64 to an excessively high temperature because the heat input to the medium 64 is limited by the separation, thereby also reducing the temperature rise of the medium. In some applications a shorter piston stroke is advantageous. As shown in Fig. 10, this may conveniently be achieved by adding one or more spacers 104 such that, with a particular device design, any given pitch may be obtained up to a pitch equal to the entire distance between the ring 36 and the top wall 32 when the bottom of the piston is it rests against the cylindrical protrusion 40 of the housing. Another embodiment is shown in Figs. 11 and 12, with Fig. U showing an electromechanical converter as soon as the piston 26 has reached its full extension position, and ft (g). 12 shows the electromechanical transducer in a fully extended and equilibrium state The illustrated embodiment is particularly useful where a longer cool-down time is required after the power is removed from the electromechanical transducer. For example, when an electromechanical transducer is used for a locking mechanism. a high-temperature furnace, for example a self-cleaning pyrolysis furnace, such as a certain time delay is needed to allow the interior of the furnace to cool sufficiently before opening it, even if there is a loss of electricity. As shown in FIG. 11, the electromechanical transducer 110 has a modified heat expansion medium chamber 112 3B. Chamber 112 is mounted in the housing and has a movable piston head 114 which presses against seat 116 by spring 118. Other parts of this electromechanical transducer are identical to those of the electromechanical transducer 10, and the operation of the transducer is the same except that that instead of creating an equilibrium by reducing heat transfer by separating the chamber from the heat source; the volume of this chamber is allowed to increase by lowering the position of the piston head 114 against the spring 118 as shown in Fig. 12. The temperature of the thermal expansion medium will therefore be kept at a higher level even after de-energizing the electromechanical transducer by direct coupling. with the heat source during the entire working life. This embodiment is particularly useful when an electromechanical converter is to be used in conditions of an extremely high ambient temperature, for example in the engine compartment of a motor vehicle. The dimple of the piston head 114 increases the available volume 60 for expanding paraffin much more than in the previous sinking example where. the increase in volume in the sleeve 62 is partially compensated for by the decrease in volume in the sleeve 52. Moreover, if it is necessary to increase the half-capacity for the expanding paraffin, the diameter of the thrust 52 and hence its bore can be increased as well. The invention can be mounted by several advantageous methods. For example, Fig. 13 shows an electromechanical converter 10 on a support 130. A perimeter of the dectromechanical converter housing is provided with grooves 132 separated by a polar fleece 134, the grooves intended to receive the mounting rings 136 therein. and the extent to which the electromechanical transducer extends through the support 130 may thus be controlled by placing the electromechanical transducer so that any field 134 lies beneath the podipor 130. [Alternatively, the electromechanical transducer 10 may be positioned in the opening of the support 138 as after 14, the housing shoulder 140 is pressed against the bracket 138, and the electromechanical transducer is held in place by a hold-down ring 142. 20 PL