RU139166U1 - DEVICE OF THE THERMAL AUTOMATIC WATCH FACTORY AND CLOCK MECHANISM - Google Patents
DEVICE OF THE THERMAL AUTOMATIC WATCH FACTORY AND CLOCK MECHANISM Download PDFInfo
- Publication number
- RU139166U1 RU139166U1 RU2013154054/28U RU2013154054U RU139166U1 RU 139166 U1 RU139166 U1 RU 139166U1 RU 2013154054/28 U RU2013154054/28 U RU 2013154054/28U RU 2013154054 U RU2013154054 U RU 2013154054U RU 139166 U1 RU139166 U1 RU 139166U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- mechanical
- heat engine
- clock mechanism
- watch
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
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, причём такт работы двигателя задаётся часовым механизмом.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит передаточный механизм.3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что такт работы теплового двигателя задаётся часовым механизмом через передаточный механизм.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механическая передача от теплового двигателя на механический аккумулятор осуществляется механизмом подзавода.5. 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.6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механический аккумулятор выполнен в виде пружинного, гидравлического, пневматического, гиревого, маховичного или резинового механического аккумулятора.7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механический аккумулятор часового механизма может быть заведён при помощи заводной головки (22).8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тепловой двигатель содержит, по меньшей мере, один механизм дляпреобразования изменения давления жидкости в механическую работу и, по меньшей мере, одну теплообменную ёмкость (39).9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что тепловой двигатель содержит рабочее тело, заключенное 1. A device for automatically winding a mechanical battery of a clock mechanism, characterized in that it contains a heat engine configured to convert the temperature difference at two different points in space into mechanical movement transmitted to the mechanical battery of the clock mechanism, and the clock cycle of the engine is set by the clock mechanism. 2. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises a gear mechanism. The device according to claim 2, characterized in that the cycle time of the heat engine is set by the clock mechanism through the transmission mechanism. The device according to claim 1, characterized in that the mechanical transmission from the heat engine to the mechanical battery is carried out by the winding mechanism. The device according to claim 1, characterized in that the heat engine is capable of converting the temperature difference at the surface of the watch and the ambient temperature into the movement of the clock mechanism of a mechanical watch. The device according to claim 1, characterized in that the mechanical battery is made in the form of a spring, hydraulic, pneumatic, weight-lifting, flywheel or rubber mechanical battery. The device according to claim 1, characterized in that the mechanical battery of the clock mechanism can be started using the crown (22) .8. The device according to claim 1, characterized in that the heat engine contains at least one mechanism for converting changes in fluid pressure into mechanical work and at least one heat exchange capacity (39) .9. The device according to p. 8, characterized in that the heat engine contains a working fluid, a prisoner
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к области часовой промышленности и может быть использована при производстве механических часов с автоматическим заводом механического аккумулятора часового механизма.The utility model relates to the field of watch industry and can be used in the manufacture of mechanical watches with automatic winding of a mechanical battery of a watch movement.
Уровень техникиState of the art
Распространенные в настоящее время механические часы обычно содержат: механический аккумулятор; механизм завода и перевода стрелок (на языке часовщиков - ремонтуар); спусковой механизм (на языке часовщиков - спуск, ход), преобразующий непрерывное вращательное движение в колебательное или возвратно-поступательное движение; колебательную систему в виде маятника или балансира (баланса); систему зубчатых колес или шестеренок, соединяющую пружинный двигатель и спусковой механизм, (на языке часовщиков - ангренаж); стрелочный механизм и циферблат [1].Currently common mechanical watches usually contain: a mechanical battery; mechanism of the factory and the translation of the hands (in the language of watchmakers - repair); trigger (in the language of watchmakers - descent, stroke), which converts continuous rotational motion into oscillatory or reciprocating motion; oscillatory system in the form of a pendulum or a balancer (balance); a system of gears or gears connecting the spring motor and the trigger mechanism (in the language of watchmakers - engraining); dial mechanism and dial [1].
Механический аккумулятор, применяемый в часовой промышленности, может быть выполнен в виде пружинного, гидравлического, резинового, пневматического, гиревого или маховичного механического аккумулятора.The mechanical battery used in the watch industry can be made in the form of a spring, hydraulic, rubber, pneumatic, weight-lifting or flywheel mechanical battery.
Одним из видов широко применяемого механического аккумулятора в часовой промышленности, является пружинный двигатель на основе спиральной пружины, который обычно представляет собой прикрепленную к валу спиральную пружину, размещенную в цилиндрическом барабане с зубчатым краем. Раскручиваясь вокруг оси, спиральная пружина вращает барабан (внутри которого она находится), а его зубчатый край вращает через него систему колес. При заводе часов вращением заводной головки через зубчатую передачу вращают соединенный с пружиной вал, на который, сжимаясь, наматывается спиральная пружина [1].One type of widely used mechanical battery in the watch industry is a coil spring-based spring motor, which is usually a coil spring attached to the shaft and placed in a cylindrical drum with a serrated edge. Unrolling around the axis, the coil spring rotates the drum (inside which it is located), and its serrated edge rotates the wheel system through it. When the watch is wound, by rotating the crown through a gear transmission, the shaft connected to the spring is rotated, onto which a spiral spring is wound, compressing [1].
Главным недостатком пружинного двигателя на основе спиральных пружин является неравномерность скорости раскручивания пружины, что приводит к неточности хода часов. Каждая спиральная пружина в ходе своего разматывания изменяет свою приводную силу. Для устранения этого недостатка применяли и применяют различные способы: исключение в работе пружины ее начальную и конечную фазу путем использования кулачковых механизмов, из которых наиболее известны мальтийский механизм, кольцевидные и пальцевые кулачковые механизмы.The main disadvantage of a spring motor based on spiral springs is the uneven speed of unwinding of the spring, which leads to inaccurate hours. Each coil spring during its unwinding changes its drive force. To eliminate this drawback, various methods have been and are being applied: the exception in the work of the spring its initial and final phase by using cam mechanisms, of which the Maltese mechanism, ring-shaped and finger cam mechanisms are most known.
Изменчивость приводной силы можно также ограничивать удлинением пружины и увеличением запаса ее энергии. Однако удлинение пружины идет за счет ее толщины, что требует увеличения ее размеров, а для тонких пружин требуются специальные сплавы, лучше выдерживающие нагрузку и усталость, но они дороги и сложны в изготовлении. [2]The variability of the drive force can also be limited by lengthening the spring and increasing the supply of its energy. However, the extension of the spring is due to its thickness, which requires an increase in its size, and thin springs require special alloys that better withstand the load and fatigue, but they are expensive and difficult to manufacture. [2]
Таким образом, главным недостатком пружинного двигателя на основе спиральных пружин является неравномерность скорости раскручивания спиральной пружины, что приводит к неточности хода часов. Поэтому для механических часов считается нормой расхождение с точным временем на 15-45 секунд в сутки, а лучшим результатом - 4-5 секунд в сутки.Thus, the main disadvantage of a spring motor based on spiral springs is the uneven speed of unwinding of the spiral spring, which leads to inaccurate hours. Therefore, for mechanical watches, discrepancy with the exact time of 15-45 seconds per day is considered normal, and the best result is 4-5 seconds per day.
В настоящее время, например, в наручных часах, широко используются механические часы с автоматическим подзаводом пружины (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 [3].At present, for example, in watches, mechanical watches with automatic winding of a spring (with automatic winding) are widely used. Automatic watches are more accurate, since the spring energy remains almost constant during the day, which leads to a constant value of the pulse transmitted to the regulator-balance [3].
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.The automatic winding mechanisms differ in their design features, but all known designs of watches have an inertial sector, or a moving load, which rotates or swings around its axis when the watch rotates and transfers additional energy through the force of gravity to the engine spring. The inertial sector usually has a sufficiently large weight in order to overcome the resistance force of the winding spring, therefore its fastening to the watch mechanism must be strong and reliable enough.
В известных часах с исправным автоподзаводом пружина должна подзаводиться при повороте инерционного сектора в любую сторону. Если пружина заводится только при повороте инерционного сектора в одну сторону, это приводит к тому, что пружина не полностью подзаводится и часы останавливаются. Сектор автоподзавода наручных часов при этом вращается при любых движениях руки человека, не зависимо от того, насколько заведена пружина часов. Для того чтобы пружина не порвалась от чрезмерного перенапряжения, она обычно имеет фрикционное крепление к барабану, посредством которого, достигнув максимального значения, пружина проскальзывает в барабане на два-три оборота, что дает возможность автоподзаводу постоянно работать и избегать его поломки.In well-known watches with self-winding automatic winding, the spring should be wound up when the inertial sector turns in any direction. If the spring is started only when the inertial sector is turned in one direction, this leads to the fact that the spring is not fully recharged and the watch stops. The automatic winding sector of a watch rotates with any movements of a person’s hand, regardless of how much the watch’s spring is wound. In order to prevent the spring from breaking due to excessive overvoltage, it usually has a friction fastening to the drum, by which, having reached its maximum value, the spring slips in the drum for two to three turns, which allows the automatic winding to constantly work and avoid breaking it.
Часы с автоподзаводом обычно имеют закрепленный на оси металлический груз, обычно выполненный в форме сектора. Центр тяжести сектора смещен к краю, и при любых движениях руки он поворачивается вокруг оси, заводя через систему шестерен пружину часов. Чтобы сектор мог преодолеть сопротивление пружины и завести часы, он должен обладать большой инерцией. Поэтому сектор обычно изготавливают из двух частей: тонкой легкой верхней пластины и полукольца из тяжелого вольфрамового сплава. Диаметр сектора стараются сделать максимально возможным.Automatic watches usually have a metal load fixed to the axis, usually made in the form of a sector. The center of gravity of the sector is shifted to the edge, and with any movements of the hand, it rotates around the axis, opening the clock spring through the gear system. So that the sector can overcome the resistance of the spring and start the watch, it must have a lot of inertia. Therefore, the sector is usually made of two parts: a thin light upper plate and a half ring of heavy tungsten alloy. They try to make the diameter of the sector as possible.
Считается, что для полного автоматического завода пружины часы с автоподзаводом необходимо носить с движениями около 8 часов.It is believed that for a fully automatic winding of the spring, a self-winding watch must be worn with movements of about 8 hours.
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.The disadvantages of the automatic winding mechanisms are significant weight, structural complexity and an increased likelihood of breakdowns. A self-winding watch is thicker and heavier than usual. The need for a large sector limits the use of automatic winding in women's watches. The complication of the mechanism and the use of cargo from a rather expensive tungsten increases the cost of hours. In addition, the well-known automatic watch is very sensitive to shock. With strong impacts, the supports break down under the weight of the cargo sector.
Также известны механизмы автоподзавода («автоматического» завода), в котором качающийся неуравновешенный груз (грузовой сектор) осуществляет закручивание (завод) пружины пружинного двигателя, в которых неуравновешенный груз (ротор) жестко соединен с трибом и свободно движется на оси в обоих направлениях или в которых триб постоянно сцеплен с зубчатым колесом обгонной муфты. В зависимости от направления вращения грузового сектора зубчатое колесо получает вращение в одном и том же направлении и при этом происходит подкручивание пружины [4].Also, automatic winding mechanisms (“automatic” plants) are known in which a swinging unbalanced load (cargo sector) twists (plant) the spring of a spring motor, in which an unbalanced load (rotor) is rigidly connected to the tribe and moves freely on the axis in both directions or in which tribe is constantly coupled to the gear wheel of the freewheel. Depending on the direction of rotation of the cargo sector, the gear gets rotation in the same direction and the spring is twisted [4].
Известен механизм автоподзавода в виде инерционной массы, перемещающейся при изменении часов, отличающийся тем, что с целью возможности использования автоподзавода в сочетании с любым базовым элементом без его утолщения применено тяжелое полукольцо, размещенное по периметру механизма внутри корпусного кольца и удерживаемое в названном кольце с помощью трех роликов. При этом для передачи вращения груза на заводной вал пружины инерционный груз снабжен кольцом, внутренняя поверхность которого выполнена рифленой для взаимодействия с роликом, установленным на конце рычага, снабженного собачкой для перемещения храповика на заводном валу [5].A known automatic winding mechanism in the form of an inertial mass moving with a change of hours, characterized in that in order to be able to use the automatic winding in combination with any basic element without thickening, a heavy half ring is used, placed around the perimeter of the mechanism inside the case ring and held in the ring with three clips. In order to transfer the rotation of the load to the spring’s winding shaft, the inertial load is provided with a ring, the inner surface of which is made corrugated to interact with the roller mounted on the end of the lever equipped with a dog for ratchet movement on the winding shaft [5].
Недостатком известных механизмов автоподзавода является то, что они могут быть использованы только в переносных часах, например, наручных часах, в которых по условиям эксплуатации возможно возникновение качательного движение ротора. Кроме этого, основным недостатков всех известных механических часов с автоподзаводом для правильной работы механизма автоподзавода является необходимость активного подвижного образа жизни пользователя часов. Кроме этого, часы с автоподзаводом имеют значительный вес и очень чувствительны к ударам. При этом обеспечение постоянного крутящегося момента пружины возможно только при воздействии пользователя (встряска часов). Таким образом, при недостаточном воздействии или при отсутствии воздействия на часы, они перестают работать.A disadvantage of the known automatic winding mechanisms is that they can only be used in a portable watch, for example, a wrist watch, in which, under operating conditions, the oscillating movement of the rotor may occur. In addition, the main drawbacks of all known automatic winding mechanical watches for the automatic winding mechanism to function properly is the need for an active mobile lifestyle of the watch user. In addition, the self-winding watch has considerable weight and is very sensitive to shock. At the same time, ensuring a constant torque of the spring is possible only when exposed to the user (clock shake). Thus, with insufficient exposure or in the absence of impact on the watch, they stop working.
Известны настольные часы Атмос с крутильным маятником, выпускаемые фирмой "Jaeger-le Coultre» (Швейцария) и работающие от изменения во времени температуры и атмосферного давления. [6].The Atmos desk clock with a torsion pendulum, manufactured by Jaeger-le Coultre (Switzerland) and operating from changes in temperature and atmospheric pressure over time, is known [6].
Источником энергии, поддерживающим колебания маятника в данных часах, служит перепад температуры окружающей среды воздуха в квартире или служебном помещении. Перепад температур в 1° обеспечивает функционирование часов в течение 2 суток. Часы функционируют с высокой степенью точности порядка 1 с в сутки. При отсутствии колебаний температуры окружающего воздуха в течение 2 суток (что мало вероятно) часы автономно функционируют в течение 100 суток за счет запаса энергии заводной пружины, заключенной в барабане.The source of energy that supports the oscillation of the pendulum in this watch is the temperature difference in the air in the apartment or office. A temperature difference of 1 ° ensures the functioning of the watch for 2 days. The watch operates with a high degree of accuracy of the order of 1 s per day. In the absence of fluctuations in ambient temperature for 2 days (which is unlikely), the watch operates autonomously for 100 days due to the energy reserve of the winding spring enclosed in the drum.
Колебания температуры служат энергией подзавода пружины, которая работает в коротком интервале пологой кривой момента, обеспечивая тем самым высокую стабильность амплитуды колебаний и высокую степень точности хода.Fluctuations in temperature serve as the energy of the spring winding, which operates in a short interval of a gentle curve of the moment, thereby ensuring high stability of the amplitude of oscillations and a high degree of accuracy.
Для использования колебания температуры воздуха на подзавод пружины используют особое химическое вещество C2H5Cl - хлористый этил. Пары хлористого этила создают давление, равное примерно атмосферному при температуре +12°C, при температуре +27°C давление паров максимальное, т.е. часы работают в широком диапазоне температур.To use fluctuations in air temperature at the winding of the spring, a special chemical substance C 2 H 5 Cl - ethyl chloride is used. Ethyl chloride vapors create a pressure equal to about atmospheric at + 12 ° C, at + 27 ° C the vapor pressure is maximum, i.e. watches work in a wide range of temperatures.
Хлористый этил помещают в герметический металлический корпус, имеющий форму короткого цилиндра. Хлористый этил заполняет внутренние кольцевые выступы в корпусе. При повышении температуры пары этила расширяются и давят на кольцевые выступы. Последние расширяются подобно мехам. Движение кольцевых выступов передается цепочке, которая одним концом прикреплена к пружине, а другим - к храповому устройству, осуществляющему непосредственно подзавод пружины в барабане.Ethyl chloride is placed in a sealed metal casing in the form of a short cylinder. Ethyl chloride fills the inner annular projections in the housing. With increasing temperature, the ethyl vapor expands and presses on the annular protrusions. The latter expand like furs. The movement of the annular protrusions is transmitted to the chain, which is attached to the spring at one end and to the ratchet device at the other end, which carries out the direct winding of the spring in the drum.
При понижении температуры происходит сжатие кольцевых выступов. За счет разности температур и перемещения в ту или другую сторону кольцевых выступов, а вместе с ними пружины и цепочки, происходит подзавод пружины в барабане.As the temperature decreases, the annular protrusions are compressed. Due to the temperature difference and the movement of ring protrusions to one side or the other, and with them the springs and chains, the spring is rewound in the drum.
Для регулирования периода колебания маятника имеется головка, полный оборот которой соответствует изменению периода колебаний на 10 с в сутки. Часы регулируются с точностью 1 с в сутки. Часы работают только в стационарном положении, чувствительны к вибрациям. Они снабжены водяным уровнем и тремя установочными стойками, из которых одна неподвижна, а две другие регулируются по высоте. Для переноски часов маятник блокируется специальным устройством.To control the period of oscillation of the pendulum, there is a head, the full revolution of which corresponds to a change in the oscillation period by 10 s per day. The clock is adjustable with an accuracy of 1 s per day. The watch works only in a stationary position, sensitive to vibrations. They are equipped with a water level and three installation racks, of which one is stationary, and the other two are adjustable in height. To carry the clock, the pendulum is blocked by a special device.
Недостатком этих часов, в частности его механизма автоматического привода, является то, что эти часы работают только в стационарном положении, т.к. не допускается использование часов в качестве переносных. Так как энергия, получаемая от изменения давления и температуры по времени, очень мала - то в результате очень большого периода колебаний - под влиянием внешних воздействий - как правило, они имеют очень сложную систему регулировки для обеспечения высокой точности хода. Кроме того они требуют кропотливой и точной регулировки для обеспечения строго перпендикулярного плоскости Земли положения крутильного маятника.The disadvantage of this watch, in particular its automatic drive mechanism, is that this watch only works in a stationary position, as use of watches as portable is not allowed. Since the energy received from changes in pressure and temperature over time is very small - as a result of a very long period of oscillations - under the influence of external influences - as a rule, they have a very complex adjustment system to ensure high accuracy of stroke. In addition, they require painstaking and precise adjustment to ensure the position of the torsion pendulum strictly perpendicular to the Earth's plane.
Задача и технический результат Задача предлагаемой полезной модели состоит в разработке и практической реализации конструкции часов и часовых механизмов с автоматическим заводом механического аккумулятора часов с получением энергии для завода и подзавода механического аккумулятора от разности температур различных областей пространства.Task and technical result The task of the proposed utility model is to develop and implement the design of watches and clock mechanisms with automatic winding of a mechanical watch battery with energy for the plant and winding of a mechanical battery from the temperature difference of different areas of space.
Техническим результатом, получаемым при использовании полезной модели, являетсяThe technical result obtained when using the utility model is
- обеспечение постоянного значения суточного хода часов и повышение точности часов за счет обеспечения постоянного значения крутящего момента пружинного двигателя, передаваемого на спусковой регулятор;- ensuring a constant value of the daily movement of the clock and improving the accuracy of the clock by providing a constant value of the torque of the spring motor transmitted to the trigger regulator;
- обеспечение полной автономности работы часов при отсутствии внешнего воздействия пользователя посредством использования разности температур различных областей пространства;- ensuring the complete autonomy of the watch in the absence of external user exposure by using the temperature difference of different areas of space;
- возможность использования механизма часов, как в переносных, так и в стационарных часах.- the possibility of using the watch mechanism, both in portable and in stationary watches.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании полезной модели 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, 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.The problem is solved, and the required technical result when using the utility model is achieved by the fact that the device for automatically winding a mechanical battery of a clock mechanism comprises a heat engine configured to convert the temperature difference at two different points in space into mechanical movement transmitted to the mechanical battery of the clock mechanism, the engine cycle is set by the clock mechanism .. Moreover, it additionally contains a transmission mechanism. In this case, the heat cycle of the heat engine is set by the clock mechanism through the transmission mechanism. In this case, the mechanical transmission from the heat engine to the mechanical battery is carried out by the winding mechanism.
Также тепловой двигатель выполнен с возможностью преобразования разности температур у поверхности часов и температуры окружающей среды в движение часового механизма механических часов.Also, the heat engine is configured to convert the temperature difference at the surface of the watch and the ambient temperature into the movement of the clock mechanism of a mechanical watch.
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.In this case, the mechanical accumulator is made in the form of a spring, hydraulic, pneumatic, weight-lifting, flywheel or rubber mechanical accumulator. Also, the mechanical clockwork battery can be wound up with a crown.
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 вытеснитель. При этом вытеснитель теплового двигателя совершает возвратно-поступательные движения, причем передача движения вытеснителю осуществляется передаточным механизмом от основной колесной системы часового механизма либо от механического аккумулятора часового механизма.In addition, the heat engine contains at least one mechanism for converting changes in fluid pressure into mechanical work and at least one heat transfer capacity. The heat engine also contains a working fluid enclosed in an isolated space, and a displacer. In this case, the displacer of the heat engine makes reciprocating movements, and the movement of the displacer is carried out by the transmission mechanism from the main wheel system of the clock mechanism or from the mechanical battery of the clock mechanism.
Также тепловой двигатель выполнен с возможностью нагревания рабочего тела теплового двигателя за счет нагревания теплопроводной стороны теплообменной емкости окружающим пространством.Also, the heat engine is configured to heat the working fluid of the heat engine by heating the heat-conducting side of the heat-exchange capacity of the surrounding space.
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.Also, the heat engine is configured to cool the working fluid of the heat engine by transferring heat through the heat-conducting surface to the environment and cooling the surface of the heat-exchange capacity by the environment.
Для интенсификации нагревания 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.To intensify the heating of the heat engine, the heat-conducting side of the heat-exchange capacity is made of a material with a high coefficient of thermal conductivity, for example, aluminum, aluminum, copper, copper, silver, silver or gold alloys.
Для интенсификации охлаждения на охлаждающей теплопроводной поверхности теплообменной емкости выполняют ребра, канавки или дополнительные элементы охлаждения.To intensify cooling, fins, grooves or additional cooling elements are performed on the cooling heat-conducting surface of the heat-exchange capacity.
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.In addition, the heat engine is made with the possibility of using as a cooler or heater the sides of the watch case or the side of the dial, and as a heat sink and heater or cooler, the back cover or parts of the back cover of the watch case, with heat-insulating material located between them with a low coefficient of thermal conductivity. Also, the heat engine is configured in such a way that the heat-conducting side can act as a cooler, while the cooler can perform a heating function.
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.At the same time, the heat engine is made with the possibility of using liquid with a high coefficient of linear expansion as ethanol — ethanol, methyl alcohol, acetone, diethyl or ethyl ether, mercury, and galinstan.
Кроме этого тепловой двигатель выполнен с возможностью совместного функционирования с другими двигателями. Также тепловой двигатель выполнен с возможностью использования тепла, выделяемого электроникой, источниками света, нагревательными системами, отопительными системами, солнечного тепла, тепла тела человека.In addition, the heat engine is made with the possibility of joint functioning with other engines. Also, the heat engine is configured to use the heat generated by the electronics, light sources, heating systems, heating systems, solar heat, human body heat.
При этом тепловой двигатель выполнен с возможностью охлаждения от поверхности, например, такой, как стекло, стена, или от окружающей среды.In this case, the heat engine is adapted to be cooled from a surface, for example, such as glass, a wall, or from the environment.
Механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу выполнен в виде рабочего цилиндра с рабочим поршнем, либо мембраны, либо сильфона, либо другого механизма.The mechanism for converting changes in fluid pressure into mechanical work is made in the form of a working cylinder with a working piston, or a membrane, or a bellows, or another mechanism.
При этом перемещение вытеснителя может производиться как плавно, так скачкообразно. Также перемещение вытеснителя можно осуществлять как напрямую, так и при помощи магнитов.At the same time, the displacer can be moved both smoothly and stepwise. Also, the displacer can be moved either directly or using magnets.
Поставленная задача решается, а требуемый результат при использовании полезной модели 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.The problem is solved, and the desired result when using the utility model is also achieved by the fact that the clock mechanism for driving the pointer or time indicators contains at least one movable and at least one fixed elements and the above-mentioned device for automatic winding of a mechanical battery clockwork. In this case, the clock mechanism can be made with the possibility of using a heat engine to actuate auxiliary mechanisms or to give effect to decorative elements.
Поставленная задача решается, а требуемый результат при использовании полезной модели достигается также тем, что механические часы содержат корпус и вышеуказанный часовой механизм для приведения в движение указателя или указателей времени.The problem is solved, and the desired result when using the utility model is also achieved by the fact that the mechanical watch contains a case and the aforementioned clock mechanism for moving the pointer or time indicators.
Поставленная задача решается, а требуемый результат при использовании полезной модели достигается также тем, что тепловой двигатель механических часов содержит механизм для превращения изменения давления жидкости в механическую работу, вытеснитель и, по меньшей мере, одну теплообменную емкость в замкнутом пространстве которого рабочее тело совершает изменение своего объема вследствие попеременного охлаждения и нагрева, причем такт нагрева и охлаждения рабочего тела задается часовым механизмом механических часовThe problem is solved, and the desired result when using the utility model is also achieved by the fact that the heat engine of a mechanical watch contains a mechanism for converting changes in fluid pressure into mechanical work, a displacer and at least one heat-exchange capacity in a closed space of which the working fluid changes its volume due to alternate cooling and heating, and the cycle of heating and cooling of the working fluid is set by the clockwork of a mechanical watch
При этом тепловой двигатель выполнен с возможностью преобразования разности температур у поверхности часов и температуры окружающей среды в движение часового механизма механических часов.In this case, the heat engine is configured to convert the temperature difference at the surface of the watch and the ambient temperature into the movement of the clock mechanism of a mechanical watch.
Основные термины и определенияKey Terms and Definitions
Для более точного пониманимания сущности полезной модели здесь приводятся основные понятия, термины и определения, раскрытые в заявке.For a more accurate understanding of the essence of the utility model, the basic concepts, terms and definitions disclosed in the application are given here.
Как известно механический аккумулятор аккумулирует энергию необходимую для приведения в действие и поддержания действия часового механизма.As you know, a mechanical accumulator accumulates the energy necessary to actuate and maintain the action of the clockwork.
Механический аккумулятор может быть выполнен в виде пружинного, гидравлического, резинового, пневматического, гиревого или маховичного механического аккумулятора.A mechanical battery can be made in the form of a spring, hydraulic, rubber, pneumatic, weight-lifting or flywheel mechanical battery.
Для простоты объяснения назначения и конструкции механического аккумулятора, ниже приводится его частный случай - пружинный двигатель, как наиболее распространенный.For simplicity of explanation of the purpose and design of a mechanical accumulator, below is a particular case of it - a spring motor, as the most common.
Принцип работы пружинного двигателя основан на накоплении энергии в пружине, при заводе и подзаводе пружины от механизма завода часов и перевода стрелок или механизмом подзавода, которая затем расходуется на приведение в действие часового механизма.The principle of operation of the spring engine is based on the accumulation of energy in the spring during the winding and winding of the spring from the watch winding and transfer mechanism, or by the winding mechanism, which is then spent on activating the clock mechanism.
Как правило, пружинный двигатель содержит заводной вал, пружину и барабан.Typically, a spring motor comprises a winding shaft, a spring, and a drum.
Пружинный двигатель, как правило, выполнен с вращающимся барабаном и - вращающимся валиком.The spring motor, as a rule, is made with a rotating drum and a rotating roller.
Возможен вариант выполнения пружинного двигателя с невращающимся барабаном и вращающимся валиком, а также с вращающимся барабаном и неподвижным валиком.An embodiment of a spring motor with a non-rotating drum and a rotating roller is possible, as well as with a rotating drum and a stationary roller.
Заводная пружина может представлять собой плоскую стальную ленту спиральной или S-образной формы.The winding spring may be a flat steel strip of a spiral or S-shape.
Как вариант исполнения, внешний виток пружины закреплен в барабане с помощью фрикционной накладки, для обеспечения проскальзывания внешнего витка пружины относительно барабана при полном заводе.As an embodiment, the external coil of the spring is fixed in the drum with a friction lining, to ensure slippage of the external coil of the spring relative to the drum during full winding.
Пружинный двигатель может быть выполнен с возможностью передачи движения вытеснителю теплового двигателя через передаточный механизм.The spring motor can be configured to transmit movement to the displacer of the heat engine through a transmission mechanism.
Механизма завода часов и перевода стрелок позволяет вручную завести пружинный двигатель и установить стрелки в нужное положение. Этот механизм может состоять из заводной головки, заводного вала, системы рычагов и зубчатых колес.The watch winding mechanism and the hand movement allows you to manually start the spring motor and set the hands in the desired position. This mechanism may consist of a crown, a crown, a system of levers and gears.
Механизм завода часов и перевода стрелок, как правило, работает в двух положениях, в положении завода пружины и в положении перевода стрелок.The clock winding and movement of the hands, as a rule, works in two positions, in the position of the spring factory and in the position of the hands.
Как правило, основным положением механизма завода часов и перевода стрелок является, положение завода и подзавода пружины.As a rule, the main position of the watch factory mechanism and the movement of the hands is the position of the factory and the winding of the spring.
В положении завода и подзавода пружины, кулачковая муфта находится в положении зацепления с заводным трибом. Вращение заводной головки через кулачковую муфту вращает заводной триб, вращение которого подается на барабанное колесо и заводит пружину двигателя.In the position of the winding and winding springs, the cam clutch is in the engaged position with the crown. The rotation of the crown through the cam clutch rotates the crown, the rotation of which is fed to the drum wheel and starts the engine spring.
В положении перевода стрелок кулачковая муфта находится в зацеплении с переводным колесом. Вращение заводной головки через кулачковую муфту вращает переводное колесо, вращение с которого подается на вексельное колесо, вращающее стрелочный механизм.In the switch position, the cam clutch is engaged with the gear wheel. The rotation of the crown through the cam clutch rotates the gear wheel, the rotation of which is fed to the bill wheel, which rotates the dial mechanism.
Основная колесная система - передает через спуск энергию регулятору, а также отсчитывает число его колебаний и передает движение на стрелочный механизм.The main wheel system - transfers energy through the descent to the regulator, and also counts the number of its vibrations and transfers the movement to the switch mechanism.
Принцип работы основной колесной системы основан на передаче энергии от механического аккумулятора, через систему зубчатых колес, регулятору и отсчитывании числа его колебаний и передаче движения стрелочному механизму, а так же может использоваться для передачи движения на передаточный механизм.The principle of operation of the main wheel system is based on the transfer of energy from a mechanical accumulator, through a system of gears, to the regulator and counting the number of its vibrations and transmitting movement to the switch mechanism, and can also be used to transmit movement to the transmission mechanism.
Основная колесная система может быть выполнена в следующих вариантах:The main wheel system can be made in the following options:
1. В варианте схемы, когда конструкция состоит из четырех зубчатых пар1. In a variant of the scheme, when the design consists of four gear pairs
1-ой триб центрального колеса и центральное колесо1st tribe of the central wheel and central wheel
2-ой триб промежуточного колеса и промежуточное колесо2nd intermediate wheel trib and intermediate wheel
3-ей триб секундного колеса и секундное колесо3rd tribes of a second wheel and second wheel
4-ой триб анкерного колеса и анкерное колесо4th tribe of the anchor wheel and anchor wheel
2. В варианте схемы передачи с центральной секундной стрелкой.2. In an embodiment of a transmission scheme with a central second hand.
По этой схеме вращение от механического аккумулятора передается на центральный триб, далее с центрального колеса на промежуточный триб и с промежуточного колеса на секундный триб, расположенный в центре механизма. С секундного колеса вращение передается на анкерный триб и далее с анкерного колеса, через анкерную вилку, на узел баланса.According to this scheme, rotation from the mechanical accumulator is transmitted to the central tribe, then from the central wheel to the intermediate tribe and from the intermediate wheel to the second tribe located in the center of the mechanism. From the second wheel, the rotation is transmitted to the anchor tribe and then from the anchor wheel, through the anchor fork, to the balance unit.
Спусковой регулятор - спусковым регулятором часового механизма называется устройство, состоящее из осциллятора (баланса), совершающего равномерные колебания и спуска, преобразующего колебания в интервалы времени исполнительного устройства, при этом поступление энергии на осциллятор для поддержания его колебания регулируется тем же спуском.Trigger regulator - the trigger regulator of the clock mechanism is a device consisting of an oscillator (balance), performing uniform oscillations and descent, converting oscillations into time intervals of the actuator, while the energy supply to the oscillator to maintain its oscillation is regulated by the same descent.
Регулятор (Баланс) устройство, которое задает такие промежутки времени в часовом механизме.Regulator (Balance) is a device that sets such time intervals in the clockwork.
Во время поворота баланса в любую сторону в спирали нарастает напряжение, увеличивающееся прямо пропорционально углу поворота. После этого отпущенный баланс под воздействием спирали начнет обратное движение в положение равновесия. В таком положении нарастающее напряжение спирали исчезает, но баланс по закону инерции продолжает движение дальше на почти такой же угол, какой был до этого и продолжит рост напряжения в спирали. Время полного колебания (движения) баланса, зависит от напряжения спирали, размера и массы самого баланса. Для постоянной работы колебательной системы необходимо в определенный промежуток времени «сдвигать» баланс этим давая ему энергетический толчок. Так же движение баланса нужно превращать в равномерное вращение стрелочной передачи. Для разрешения таких проблем служит определенное устройство, называемое спуском.During the rotation of the balance in any direction, the voltage increases in the spiral, increasing in direct proportion to the angle of rotation. After that, the released balance under the influence of the spiral will begin the reverse movement to the equilibrium position. In this position, the increasing voltage of the spiral disappears, but the balance, according to the law of inertia, continues to move further at almost the same angle as before and will continue to increase the voltage in the spiral. The time of complete oscillation (movement) of the balance depends on the voltage of the spiral, the size and mass of the balance itself. For continuous operation of the oscillatory system, it is necessary to “shift” the balance in a certain period of time, thereby giving it an energy boost. Also, the balance movement must be turned into a uniform rotation of the switch gear. To resolve such problems, a specific device called a trigger is used.
Спуск, будучи частью часового механизма, служит одновременно для двух определенных целей, превращения постоянных и не изменчивых колебаний баланса во вращение зубчатых колес с неизменной скоростью движения, включающую в себя так же стрелочную передачу и перемещение «энергии» от «двигателя» к балансу для продолжения его работы.The descent, being part of the clockwork, serves simultaneously for two specific purposes, the transformation of constant and unstable oscillations of the balance into the rotation of the gears with a constant speed, including also the arrow transmission and the movement of "energy" from the "engine" to the balance to continue his works.
Данный ход помогает системе баланса - спираль руководить работой зубчатой передачи таким образом, что за один такт колебания баланса шестеренки перемещались под определенные углы.This move helps the balance system - the spiral to direct the work of the gear transmission in such a way that in one cycle the oscillations in the balance of the gears move at certain angles.
Баланс основную часть времени перемещается «независимо» и не соприкасается с анкерной вилкой. Переходя в своем движении на исходную точку, он ударяет импульсным камнем по рожку и проворачивает анкерную вилку. От такого движения палета запирающая «зуб» анкерного колеса приподнимается и разблокирует его. В момент освобождения «зуба», анкерное колесо под воздействием пружины начинает проворачиваться и после этого уже «зуб» анкерного колеса сдвигает палету и приводит в движение анкерную вилку. Рожок анкерной вилки, догоняя импульсный камень, бьет по нему, передавая балансу добавочную энергию.The balance moves most of the time “independently” and does not touch the anchor fork. Moving to his starting point in his movement, he hits the horn with a pulse stone and cranks the anchor fork. From such movement, the pallet locking "tooth" of the anchor wheel rises and unlocks it. At the moment of release of the “tooth”, the anchor wheel begins to turn under the influence of a spring and after that the “tooth” of the anchor wheel moves the pallet and sets the anchor fork in motion. The horn of the anchor fork, catching up with the impulse stone, hits it, transferring additional energy to the balance.
Стрелочный механизм - является исполнительным устройством, которое передает движение от основной колесной системы стрелкам или иному средству индикации.Switch mechanism - is an actuator that transmits movement from the main wheel system to the arrows or other means of indication.
Принцип работы стандартного стрелочного механизма основан на передачи вращения от основной колесной системы трибу минутной стрелки и часовому колесу через систему зубчатых колес.The principle of operation of the standard hand mechanism is based on the transmission of rotation from the main wheel system to the tribune of the minute hand and to the watch wheel through the system of gears.
Передаточный механизм - служит для передачи движения часового механизма вытеснителю теплового двигателя.Transmission mechanism - serves to transmit the movement of the clock mechanism to the displacer of the heat engine.
Передаточный механизм служит для преобразования движения часового механизма в движение вытеснителя.The transmission mechanism is used to convert the movement of the clock mechanism into the movement of the displacer.
Передаточный механизм может приводится в движение от механического аккумулятора часового механизма или основной колесной системы часового механизма.The transmission mechanism may be driven by a mechanical battery of the clock mechanism or the main wheel system of the clock mechanism.
Передаточный механизм может содержать элементы для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное движение вытеснителя, например шотландского механизма, кривошипно-шатунного механизма и т.д. Передаточный механизм может содержать элементы для преобразования вращательного движения в прерывистое, скачкообразное возвратно-поступательное движение вытеснителя, для обеспечения длительного нахождения вытеснителя у нагревателя или охладителя, например мальтийский механизм, грейферный механизм и т.д.The transmission mechanism may contain elements for converting rotational motion into reciprocating motion of a displacer, such as a Scottish mechanism, a crank mechanism, etc. The transmission mechanism may contain elements for converting rotational motion into intermittent, discontinuous reciprocating motion of the displacer, to ensure a long stay of the displacer at the heater or cooler, for example, the Maltese mechanism, clamshell mechanism, etc.
Передаточный механизм может содержать элементы для преобразования вращательного движения в винтовое движение вытеснителя.The transmission mechanism may contain elements for converting rotational motion into helical motion of the displacer.
Тепловой двигатель - устройство преобразования тепловой энергии в механическую.A heat engine is a device for converting thermal energy into mechanical energy.
Принцип работы теплового двигателя основан на попеременном нагреве и охлаждении заключенного в изолированном пространстве рабочего тела, которое осуществляется за счет смещения этого тела вытеснителем, перемещение которого осуществляется и задается часовым механизмом. При перемещении рабочего тела из области нагрева в область охлаждения и наоборот, происходит изменение его объема, которое воздействует на рабочий поршень и перемещает его. Смещение рабочего поршня приводит в действие механизм подзавода. Помимо системы поршень-цилиндр в тепловом двигателе может использоваться любой вариант механизма для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу.The principle of operation of a heat engine is based on alternating heating and cooling of a working fluid enclosed in an isolated space, which is carried out due to the displacement of this body by a displacer, the movement of which is carried out and is set by the clockwork. When moving the working fluid from the heating region to the cooling region and vice versa, its volume changes, which acts on the working piston and moves it. The displacement of the working piston drives the winding mechanism. In addition to the piston-cylinder system in a heat engine, any version of the mechanism can be used to convert changes in fluid pressure into mechanical work.
Механизм автоматического завода/подзавода механического аккумулятора часового механизма - устройство передачи механического движения на механический аккумулятор.The mechanism of automatic winding / winding of a mechanical battery of a clock mechanism is a device for transmitting mechanical movement to a mechanical battery.
Для простоты объяснения конструкции и принципа работы механизма подзавода, механический аккумулятор описывается выполненный в варианте пружинного двигателя.For simplicity of explanation of the design and principle of operation of the winding mechanism, a mechanical battery is described as a spring motor.
Принцип работы механизма автоматического завода/подзавода основан на передачи полезной работы теплового двигателя (перемещение рабочего поршня, мембраны и.т.д) на пружинный двигатель (вращение барабанного колеса, заводного вала, заводного колеса)The principle of operation of the automatic winding / winding mechanism is based on the transfer of the useful work of the heat engine (moving the working piston, diaphragm, etc.) to the spring motor (rotation of the drum wheel, crown, crown)
Он содержит редуктор позволяющий передавать необходимый момент вращения на вал пружинного двигателя (подзаводку пружины), а так же переключатель преобразовывающий двухстороннее движение механизма для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу в одностороннее вращение, передаваемое редуктору.It contains a gearbox that allows you to transfer the necessary torque to the spring motor shaft (spring winding), as well as a switch that converts the two-way movement of the mechanism to convert the change in fluid pressure into mechanical work into one-way rotation transmitted to the gearbox.
Существует несколько конструкции преобразователя:There are several converter designs:
- в виде храповых механизмов;- in the form of ratchet mechanisms;
- зубчатые передачи на качающемся рычаге;- gears on the swinging lever;
- в виде обгонных муфт- in the form of overrunning clutches
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.
В предпочтительных, показанных на чертежах вариантах конструктивного исполнения устройства часового механизма с тепловым двигателем для автоматического завода механического аккумулятора часового механизма и тепловой двигатель, где 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 виде рабочего поршня и цилиндра:In the preferred embodiments shown in the drawings of the device of the clock mechanism with a heat engine for automatic winding of the mechanical battery of the clock mechanism and the heat engine, where, for simplicity of explanation of the structure and operation of the device of the automatic plant, an embodiment of the mechanical battery in the form of a spring engine and a mechanism for conversion of the change in the volume of the working fluid in the form of a working piston and cylinder:
1 - теплоприемник,1 - heat sink,
2 - вытеснитель,2 - displacer,
3 - теплоизоляционная стенка,3 - heat-insulating wall,
4 - охладитель,4 - cooler
5 - магнит вытеснителя,5 - magnet displacer,
6 - магнитная муфта,6 - magnetic clutch,
7 - шотландский механизм,7 - Scottish mechanism,
8 - передаточный механизм,8 - gear
9 - триб промежуточного колеса,9 - tribe of the intermediate wheel,
10 - колесо промежуточное,10 - intermediate wheel,
11 - рабочий поршень,11 - working piston,
12 - зубчатая гребенка подзаводного механизма,12 - gear comb winding mechanism,
13 - 1-ое колесо подзавода,13 - 1st winding wheel,
14 - 2-ое колесо подзавода,14 - 2nd wheel winding,
15 - 3-е колесо подзавода,15 - 3rd winding wheel,
16 - барабан,16 - drum
17 - барабанное колес,17 - drum wheels
18 - колесо заводное,18 - clockwork wheel,
19 - собачка,19 - dog
20 - триб заводной,20 - tribal clockwork,
21 - муфта кулачковая,21 - cam clutch,
22 - заводная головка,22 - crown
23 - колесо переводное,23 - a convertible wheel,
24 - колесо переводное,24 - convertible wheel,
25 - колесо вексельное,25 - bill wheel
26 - триб вексельного колеса,26 - tribes of the bill wheel,
27 - колесо часовое,27 - watch wheel,
28 - триб минутной стрелки,28 - trib minute hand,
29 - центральное колесо,29 - the Central wheel
30 - триб центрального колеса,30 - tribes of the central wheel,
31 - триб секундного колеса,31 - tribes of the second wheel,
32 - колесо секундное,32 - second wheel
33 - триб анкерного колеса,33 - tribe of the anchor wheel,
34 - анкерное колесо,34 - anchor wheel,
35 - анкерная вилка,35 - anchor fork,
36 - узел баланса,36 - balance node
37 - ведущий диск,37 - master disk
38 - ведомое звено "крест",38 - slave link "cross",
39 - теплообменная емкость,39 - heat transfer capacity,
40 - рабочий цилиндр.40 - working cylinder.
На фиг. 1 показана структурно функциональная схема часового механизма с механизмом автоматического завода механического аккумулятора, работающего от теплового двигателя такт работы которого задается часовым механизмом, на которой показаны сопряженные средствами кинематической связи тепловой двигатель, механизм автоматического завода, пружинный двигатель, механизм завода и перевода стрелок, основная колесная система, стрелочный механизм, передаточный механизм, спуск и регулятор.In FIG. 1 shows a structurally functional diagram of a clock mechanism with an automatic winding mechanism of a mechanical accumulator operating from a heat engine, the clock cycle of which is set by a clock mechanism, which shows a heat engine coupled by kinematic communication, an automatic winding mechanism, a spring motor, a winding and shifting mechanism, the main wheel system, switch gear, gear, descent and regulator.
Так же на схеме пунктирной линией выделен часовой механизм, а пунктирной стрелкой показан возможный вариант передачи действия через передаточный механизм на тепловой двигатель от пружинного двигателя.Also in the diagram, the dashed line marks the clock mechanism, and the dashed arrow shows a possible way of transmitting the action through the transmission mechanism to the heat engine from the spring motor.
На фиг. 2 показана структурно функциональная схема часового механизма с механизмом автоматического завода механического аккумулятора, работающего от теплового двигателя, такт работы которого задается часовым механизмом, на которой подробно показано на какие элементы воздействует часовой механизм: пунктирной линией показан тепловой двигатель, в котором выделены три объекта, влияющие друг на друга - вытеснитель, рабочее тело и рабочий поршень, механизм автоматического завода, пружинный двигатель, механизм завода и перевода стрелок, основная колесная система, стрелочный механизм, передаточный механизм, спуск и регулятор.In FIG. Figure 2 shows a structurally functional diagram of a clock mechanism with an automatic winding mechanism of a mechanical battery powered by a heat engine, the clock cycle of which is set by a clock mechanism, which shows in detail which elements are affected by the clock mechanism: a dashed line shows a heat engine in which three objects are selected that affect on top of each other - a displacer, a working fluid and a working piston, an automatic winding mechanism, a spring motor, a winding and transfer mechanism, the main forest system, switch gear, gear, descent and regulator.
Так же на схеме пунктирной стрелкой показан возможный вариант передачи действия через передаточный механизм на тепловой двигатель от пружинного двигателя.Also in the diagram, the dotted arrow shows a possible variant of the transmission of action through the transmission mechanism to the heat engine from the spring motor.
На фиг. 3 показана схема часового механизма с тепловым двигателем для автоматического завода механического аккумулятора, такт работы которого задается часовым механизмом, на которой показано: теплоприемник 1, вытеснитель 2, теплоизоляционная стенка 3, охладитель 4, шотландский механизм 7, передаточный механизм 8, триб промежуточного колеса 9, колесо промежуточное 10, рабочий поршень 11, зубчатая гребенка подзаводного механизма 12, 1-ое колесо подзавода 13, 2-ое колесо подзавода 14, 3-е колесо подзавода 15, барабан 16, барабанное колес 04, колесо заводное 18, собачка 19, триб заводной 20, муфта кулачковая 21, заводная головка 22, колесо переводное 23, колесо переводное 24 колесо вексельное 25, триб вексельного колеса 26, колесо часовое 27, триб минутной стрелки 28, центральное колесо 29, триб центрального колеса 30, триб секундного колеса 31, колесо секундное 32, триб анкерного колеса 33, анкерное колесо 34, анкерная вилка 35, узел баланса 36, теплообменная емкость 39 и рабочий цилиндр 40.In FIG. 3 shows a diagram of a clockwork with a heat engine for automatic winding of a mechanical accumulator, the cycle of which is set by a clockwork, which shows:
Где пунктирной линией выделено устройство для автоматического завода механического аккумулятора часового механизма.Where a dashed line indicates a device for automatic winding of a mechanical clockwork battery.
На фиг. 4 показана схема часового механизма с тепловым двигателем для автоматического завода механического аккумулятора, такт работы которого задается часовым механизмом где вытеснитель приводится в движение передаточным механизмом через магнитную муфту 6, на которой показано: теплоприемник 1, вытеснитель 2, теплоизоляционная стенка 3, охладитель 4, магнит вытеснителя 5, магнитная муфта 6, шотландский механизм 7, передаточный механизм 8, триб промежуточного колеса 9, колесо промежуточное 10, рабочий поршень 11, зубчатая гребенка подзаводного механизма 12, 1-ое колесо подзавода 13, 2-ое колесо подзавода 14, 3-е колесо подзавода 15, барабан 16, барабанное колес 17, колесо заводное 18, собачка 19, триб заводной 20, муфта кулачковая 21, заводная головка 22, колесо переводное 23, колесо переводное 24 колесо вексельное 25, триб вексельного колеса 26, колесо часовое 27, триб минутной стрелки 28, центральное колесо 29, триб центрального колеса 30, триб секундного колеса 31, колесо секундное 32, триб анкерного колеса 33, анкерное колесо 34, анкерная вилка 35, узел баланса 36, теплообменная емкость 39 и рабочий цилиндр 40.In FIG. 4 shows a diagram of a clockwork with a heat engine for automatic winding of a mechanical battery, the cycle of which is set by a clockwork where the displacer is driven by a transmission mechanism through a
На фиг. 5 показана схема часового механизма с тепловым двигателем для автоматического завода механического аккумулятора. Такт работы теплового двигателя задается часовым механизмом через передаточный механизм, который соединен с механизмом прерывного движения. Механизм прерывного движения выполнен в виде мальтийского креста. Следующие позиции обозначают: 1 - теплоприемник, вытеснитель 2, теплоизоляционная стенка 3, охладитель 4, шотландский механизм 7, передаточный механизм 8, триб промежуточного колеса 9, колесо промежуточное 10, рабочий поршень 11, зубчатая гребенка подзаводного механизма 12, 1-ое колесо подзавода 13, 2-ое колесо подзавода 14, 3-е колесо подзавода 15, барабан 16, барабанное колес 17, колесо заводное 18, собачка 19, триб заводной 20, муфта кулачковая 21, заводная головка 22, колесо переводное 23, колесо переводное 24 колесо вексельное 25, триб вексельного колеса 26, колесо часовое 27, триб минутной стрелки 28, центральное колесо 29, триб центрального колеса 30, триб секундного колеса 31, колесо секундное 32, триб анкерного колеса 33, анкерное колесо 34, анкерная вилка 35, узел баланса 36, ведущий диск 37, ведомое звено "крест" 38, теплообменная емкость 39 и рабочий цилиндр 40.In FIG. 5 shows a diagram of a clockwork with a heat engine for automatic winding of a mechanical battery. The cycle of the heat engine is set by the clock mechanism through the transmission mechanism, which is connected to the mechanism of discontinuous movement. The mechanism of intermittent movement is made in the form of a Maltese cross. The following positions indicate: 1 - heat sink,
На фиг. 6 показан тепловой двигатель в режиме без разности температур, когда рабочее тело не подвергается тепловому воздействию, то есть температура пространств, контактирующих с нагревателем 1 и охладителем 4, разделенные теплоизоляционной стенкой 3, равны, рабочий поршень 11 находится в нижней точке, а вытеснитель 2 может находится практически в любом положении.In FIG. 6 shows a heat engine in a temperature-free mode when the working fluid is not exposed to heat, that is, the temperatures of the spaces in contact with the
На фиг. 7 показан такт расширения рабочего тела в теплообменной емкости под воздействием температуры, на котором показаны: теплоприемник 1 через который на рабочее тело воздействует тепловая энергия, вытеснитель 2 находящийся вблизи охладителя 4, теплоизоляционная стенка 3 разделяющая теплоприемник и охладитель, рабочий поршень 11 который под действием рабочего тела стремится вверх.In FIG. 7 shows the expansion stroke of the working fluid in the heat exchange container under the influence of temperature, which shows: a
На фиг. 8 показан такт работы теплового двигателя при смещении рабочего тела из области нагрева в область охлаждения, на котором показаны: теплоприемник 1 через который на рабочее тело воздействует тепловая энергия, вытеснитель 2 движущийся, под действием часового механизма, в сторону теплоприемникаи смещающий рабочее тело к охладителю 4, теплоизоляционная стенка 3 разделяющая теплоприемник и охладитель, рабочий поршень 11 находящийся в верхней точке.In FIG. Figure 8 shows the operation cycle of a heat engine when the working fluid is shifted from the heating region to the cooling region, which shows:
На фиг. 9 показан такт работы теплового двигателя, при охлаждении рабочего тела, на котором показаны: теплоприемник 1, который закрыт вытеснителем 2 полностью сместивший рабочее тело к охладителю 4, теплоизоляционная стенка 3 разделяющая теплоприемник и охладитель, рабочий поршень 11 стремящийся к нижней точке под действием рабочего тела.In FIG. Figure 9 shows the operation cycle of a heat engine during cooling of the working fluid, which shows: a
На фиг. 10 показан такт работы теплового двигателя, при котором рабочий поршень возвращается к исходному положению. На ней показаны: теплоприемник 1 который закрыт вытеснителем 2 полностью сместивший рабочее тело к охладителю 4, теплоизоляционная стенка 3 разделяющая теплоприемник и охладитель, рабочий поршень 11 находящийся в нижней точке.In FIG. 10 shows the operation cycle of a heat engine in which the working piston returns to its original position. It shows: a
На фиг. 11 показан график зависимость перемещения рабочего поршня от разности температур, на котором показаны: кривая с круглыми точками для рабочего цилиндра с радиусом 1 мм и кривая с иксообразными точками для рабочего цилиндра с радиусом 1,5 мм.In FIG. Figure 11 shows a graph of the dependence of the movement of the working piston on the temperature difference, which shows: a curve with round points for a working cylinder with a radius of 1 mm and a curve with x-shaped points for a working cylinder with a radius of 1.5 mm.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Полезная модель представляет собой часовой механизм с тепловым двигателем для автоматического завода механического аккумулятора, выполненного в одном из вариантов исполнения в виде пружинного двигателя, который приводится в действие разностью температур и такт работы которого задается часовым механизмом. В основе конструкции лежит тепловой двигатель, принцип работы которого основан на попеременном нагреве и охлаждении заключенного в изолированном пространстве рабочего тела, при котором работа, затрачиваемая на перемещение рабочего тела от холодной области к горячей и наоборот, меньше работы возникающей при расширении или сжатии рабочего тела, за счет чего вырабатывается полезная механическая энергия.The utility model is a clockwork with a heat engine for automatic winding of a mechanical accumulator, made in one of the versions in the form of a spring engine, which is driven by a temperature difference and whose clock cycle is set by the clockwork. The design is based on a heat engine, the principle of which is based on alternating heating and cooling of the working fluid enclosed in an isolated space, in which the work spent on moving the working fluid from the cold to the hot region and vice versa is less than the work arising from the expansion or contraction of the working fluid, due to which useful mechanical energy is generated.
Основным отличием теплового двигателя согласно полезной модели от известных (например, двигатель Стирлинга), является то что, режим нагрева и охлаждения рабочего тела управляется часовым механизмом, а именно перемещение рабочего тела из области теплоприемника в область охладителя и наоборот производится вытеснителем, перемещение которого задается и производится часовым механизмом.The main difference between a heat engine according to a utility model and known ones (for example, a Stirling engine) is that the heating and cooling of the working fluid is controlled by a clock mechanism, namely, the movement of the working fluid from the heat receiver to the cooler and vice versa is performed by a displacer, the movement of which is set and produced by clockwork.
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.It is possible to use liquids with a high coefficient of thermal expansion, such as ethyl alcohol, methyl alcohol, pentane, mercury, galinstan, acetone, etc., as a working fluid.
Для простоты объяснения назначения и конструкции полезной модели, механический аккумулятор описывается выполненный в варианте пружинного двигателя, а механизм для преобразования изменения объема рабочей жидкости в виде рабочего поршня и цилиндра.For simplicity of explanation of the purpose and design of the utility model, a mechanical accumulator is described as a spring engine, and a mechanism for converting changes in the volume of the working fluid in the form of a working piston and cylinder.
На фиг. 3 приведена схема, на которой показана основная конструкция часового механизма с тепловым двигателем для постоянного подзавода/завода пружинного двигателя, такт работы которого задается часовым механизмом.In FIG. 3 is a diagram showing the basic design of a clockwork with a heat engine for a constant winding / winding of a spring engine, the cycle of which is set by the clockwork.
Как показано на схеме отображенной на фиг. 3 часовой механизм с тепловым двигателем для автоматического завода пружинного двигателя может приводится в действие как с предварительным разовым подзаводом пружинного двигателя при помощи заводной головки 22, так и без него посредством изменения температурного расширения рабочего тела в течение времени.As shown in the diagram shown in FIG. 3 clock mechanism with a thermal engine for automatic winding of the spring engine can be actuated with a preliminary single winding of the spring engine using the
При приведении в действии часового механизма с тепловым двигателем для автоматического завода пружинного двигателя с предварительным разовым заводом пружинного двигателя фиг. 3 при помощи заводной головки 22 процесс протекает следующим образом. Вращение заводной головки 22 через заводное колесо 18 передается на барабан 16, то есть производится первичный завод пружины двигателя. Раскручиваясь, пружина двигателя приводит в действие основную колесную систему, то есть триб центрального колеса 30 и центральное колесо 29 находящееся в зацеплении с трибом промежуточного колеса 9, где промежуточное колесо 10 находится в зацеплении с трибом секундного колеса 31, а секундное колесо 32 с трибом 33 анкерного колеса 34, освобождение которого задается анкерной вилкой 35 и узлом баланса 36. Движение с основной колесной системы через передаточный механизм 8 приводит в действие шотландский механизм 7, который в свою очередь перемещает вытеснитель 2, расположенный в теплообменной емкости 39. Перемещение вытеснителя 2 приводит к смещению рабочего тела в пространстве теплообменной емкости 39 от охладителя 4 к нагревателю 1 или наоборот, которые разделены стенкой 3 с низкой теплопроводностью. Смещение рабочего тела к нагревателю 1 или охладителю 4 приводит к изменению его объема, изменение которого сопровождается движением рабочего поршня 11, так как рабочее тело находится в герметичном замкнутом пространстве, где подвижным элементом является рабочий поршень 11, расположенный в рабочем цилиндре 40, то увеличение объема сопровождающееся увеличением давления и будет приводить к выталкиванию поршня 11, а уменьшение объема будет сопровождаться снижением давления, то есть разряжением и будет приводить к втягиванию поршня 11.When actuating the clockwork with a heat engine for automatic winding of a spring motor with a preliminary one-time winding of the spring motor of FIG. 3 using the
Если происходит нагрев рабочего тела, его объем увеличивается. Увеличение объема рабочего тела сопровождается выталкиванием рабочего поршня 11, расположенного в рабочем цилиндре 40, который, двигаясь верх, через систему рычагов, толкает зубчатую гребенку заводного механизма 12. Зубчатая гребенка 12 находится в зацеплении с 1-ым колесом подзавода 13, представляющим собой храповой механизм, выполненный таким образом, что бы при нагреве рабочего тела оно вращало в заданном направление 2-ое колесо подзавода 14, которое находится с ним на одном валу и находится в зацеплении с 3-им колесом подзавода 15, вращение которого подзаводит пружину двигателя, а при охлаждении рабочий поршень мог вернутся в изначальное положение без какого либо сопротивления.If heating of the working fluid occurs, its volume increases. The increase in the volume of the working fluid is accompanied by the pushing out of the working
После подзавода пружинного двигателя весь цикл повторяется и более не требует внешнего вмешательства.After winding the spring motor, the entire cycle is repeated and no longer requires external intervention.
Таким образом, один из вариантов работы механизма автоматического завода механического аккумулятора, заключающийся в следующем:Thus, one of the options for the operation of the automatic winding mechanism of a mechanical battery, which is as follows:
При перемещении, рабочий поршень теплового двигателя, двигаясь верх, через систему рычагов, толкает зубчатую гребенку заводного механизма, которая находится в зацеплении с 1-ым колесом подзавода, представляющее собой храповой механизм, выполненный так, что бы при нагреве рабочего тела оно вращало в заданном направление 2-ое колесо подзавода, которое находится с ним на одном валу и находится в зацеплении с 3-им колесом подзавода, вращение которого заводит пружину двигателя, а при охлаждении рабочий поршень мог вернутся в изначальное положение без какого либо сопротивления.When moving, the working piston of the heat engine, moving upward through the system of levers, pushes the toothed comb of the winding mechanism, which is engaged with the first winding wheel, which is a ratchet mechanism, made so that when the working fluid is heated, it rotates in a predetermined the direction of the 2nd winding wheel, which is on the same shaft with it and is meshed with the 3rd winding wheel, the rotation of which winds the engine spring, and when cooled, the working piston could return to its original position without any resistance.
Механизм подзавода может выполнять завод как при одностороннем движении, при нагреве, так и двухстороннем движении, то есть как при нагреве, так и охлаждении.The winding mechanism can perform the plant both in one-way traffic, during heating, and two-way traffic, that is, both during heating and cooling.
Приведение в действие часового механизма с тепловым двигателем для автоматического завода пружинного двигателя без предварительного разового завода пружинного двигателя при помощи заводной головки 22 процесс протекает аналогично, только первичный подзавод пружины двигателя производится за счет того, что рабочее тело расширяется со временем под воздействием тепла.Actuating the clockwork with a thermal engine for automatic winding of the spring engine without first starting the spring engine using the
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.It is worth noting that the
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.The
Вытеснитель выполнен из материала, имеющего низкую теплопроводность, например, композит, пластмасса, эластомер, керамика и т.п. Вытеснитель выполняет роль "теплового клапана". Он перемещает рабочее тело из горячей полости цилиндра в холодную и обратно, препятствуя наступлению термодинамического равновесия и переноса тепла в системе.The displacer is made of a material having low thermal conductivity, for example, composite, plastic, elastomer, ceramics, etc. The displacer acts as a “heat valve”. It moves the working fluid from the hot cavity of the cylinder to the cold and vice versa, preventing the onset of thermodynamic equilibrium and heat transfer in the system.
Перемещение вытеснителя можно производить при помощи магнитов, как показано на фиг. 4The displacer can be moved using magnets, as shown in FIG. four
Перемещение вытеснителя может производиться как плавно, так и скачкообразно.The displacer can be moved both smoothly and stepwise.
Перемещение вытеснителя можно производить плавно при помощи шотландского механизма и кривошипно-шатунный механизм.The displacer can be moved smoothly using the Scottish mechanism and the crank mechanism.
Перемещение вытеснителя можно производить скачкообразно при помощи мальтийского механизма или другого механизма, обеспечивающего скачкообразное, прерывистое перемещение.The displacer can be displaced by the Maltese mechanism or another mechanism that provides discontinuous, discontinuous movement.
Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, вращение передаточному механизму можно передавать как от основной колесной системы, так и от пружинного двигателя.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the rotation of the transmission mechanism can be transmitted both from the main wheel system and from the spring motor.
Особенности функционирования теплового двигателя для подзавода в конкретных режимах работы показаны на фиг. 6-10.Features of the operation of the heat engine for winding in specific operating modes are shown in FIG. 6-10.
На фиг. 6 показан режим, когда отсутствует разность температур, то есть система находится в равновесии.In FIG. Figure 6 shows the mode when there is no temperature difference, that is, the system is in equilibrium.
На фиг. 7 показан режим нагрева и расширения рабочего тела под воздействием температуры, где рабочий поршень 11 смещается верх.In FIG. 7 shows the mode of heating and expansion of the working fluid under the influence of temperature, where the working
На фиг. 8 показан режим перемещения рабочего тела из области нагрева в область охлаждения при помощи вытеснителя 11.In FIG. 8 shows the mode of movement of the working fluid from the heating region to the cooling region using the
На фиг. 9 показан режим охлаждения рабочего тела и снижение его объема, сопровождающееся разряжение и движением поршня к нижней точке.In FIG. Figure 9 shows the cooling regime of the working fluid and a decrease in its volume, accompanied by rarefaction and movement of the piston to a lower point.
На фиг. 10 показан режим, где рабочее тело охладилось и полностью восстановило свое начальное состояние, а рабочий поршень находится в нижней точке.In FIG. 10 shows a mode where the working fluid is cooled and completely restored to its initial state, and the working piston is at a lower point.
Тепловой двигатель подзавода пружины двигателя часового механизма выполнен так, что может работать в независимости от того, какая сторона нагреватель 1 или охладитель 4 подвергается более высокому тепловому воздействию, то есть для функционирования главное присутствие разности температур у пространств, контактирующих с нагревателем и охладителем.The heat engine of the winding spring mechanism of the clockwork engine is designed so that it can operate regardless of which side of the
Тепловой двигатель выполнен так, что бы мог приводиться в действия от любого источника тепла, например: тепло тела человека, солнечного света, систем отопления, тепла электроприборов, разности температур в помещении и на улице и т.п.The heat engine is designed so that it can be driven by any heat source, for example: the heat of a person’s body, sunlight, heating systems, heat of electrical appliances, temperature differences indoors and outdoors, etc.
Охладитель 4 для интенсификации охлаждения может иметь на поверхности выполненные ребра, канавки или дополнительные элементы охлаждения.The
Нагреватель 1 для интенсификации нагрева может иметь на поверхности ребра, канавки или несколько теплообменных цилиндров.The
Часовой механизм может иметь несколько тепловых двигателей для автоматического завода механического аккумулятора.The clock mechanism may have several heat engines for automatic winding of a mechanical battery.
Как следует из описания, специалисту не составит труда понять что часовой механизм может иметь механический аккумулятор выполненный в как 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.As follows from the description, it will not be difficult for a specialist to understand that the clock mechanism can have a mechanical battery made in the form of either a spring battery or a hydraulic, rubber, pneumatic, weight-lifting or flywheel mechanical battery. In this case, the principle of energy transfer to it will not change, but only the working element of the mechanical accumulator will change, through which the work will be transferred to the mechanical accumulator.
Тепловой двигатель выполнен с возможностью получения полезной работы при отсутствии разности температур, за счет перепада температуры окружающего пространства с течением времени.The heat engine is configured to obtain useful work in the absence of a temperature difference, due to the temperature difference of the surrounding space over time.
Также ясно, что механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу может быть выполнен не только в виде рабочего цилиндра и рабочего поршня в нем, но и в виде мембраны (за счет совершения колебательного движения, то есть ее растяжения и сужения) либо сильфона 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.It is also clear that the mechanism for converting the change in fluid pressure into mechanical work can be performed not only in the form of a working cylinder and a working piston in it, but also in the form of a membrane (due to vibrational movement, i.e., its extension and contraction) or a bellows and other similar mechanisms. This is due to the fact that the above mechanism for converting changes in fluid pressure into mechanical work is based on converting the energy of movement of a volume-changing fluid (working fluid) into a reciprocating movement of the mechanism.
Тепловой двигатель включает в себя детали часового механизма, контролирующие его работу. То есть тепловой двигатель выполнен таким образом, что для его функционирования требуется воздействие со стороны часового механизма на вытеснитель, для его перемещения. При этом не требуется воздействия на вытеснитель со стороны механизма для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу, то есть механизм для преобразования изменения давления жидкости в механическую работу выдает полезную работу без потерь на смещение вытеснителя.The heat engine includes clockwork parts that control its operation. That is, the heat engine is designed in such a way that its operation requires the action of the clock mechanism on the displacer to move it. It does not require impact on the displacer from the side of the mechanism to convert the change in fluid pressure into mechanical work, that is, the mechanism for converting the change in fluid pressure into mechanical work produces useful work without loss of displacement of the displacer.
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.The clock mechanism can be made with the possibility of using a heat engine, both to perform the main task, automatic winding of the mechanical accumulator, and to perform secondary tasks, for example, actuating auxiliary mechanisms or giving action to decorative elements.
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.Clock mechanism with a heat engine for automatic winding of the spring engine, made with the possibility of the plant spring engine as when heating so when cooling the working fluid.
Были проведены расчеты для теплового двигателя с цилиндрической теплообменной емкостью и рабочим цилиндром, которые показывают, что тепловой двигатель может работать на малом градиенте температур (1-2 градуса Цельсия).Calculations were performed for a heat engine with a cylindrical heat-exchange capacity and a working cylinder, which show that the heat engine can operate on a small temperature gradient (1-2 degrees Celsius).
Расчет для рабочего пространства двигателя, имеющего цилиндрическую форму с параметрами d=35 или r=17,5 мм и h=5 мм полностью занимаемую рабочим телом до теплового воздействия.The calculation for the working space of an engine having a cylindrical shape with parameters d = 35 or r = 17.5 mm and h = 5 mm is completely occupied by the working fluid before the heat exposure.
V0=πr2hV 0 = πr 2 h
V0=3.14×17,52×5=4808,125 мм3 V 0 = 3.14 × 17.5 2 × 5 = 4808.125 mm 3
Известно, что температурное расширение жидкости рассчитывается по формулам:It is known that the thermal expansion of a liquid is calculated by the formulas:
Определение изменения объема занимаемого рабочим телом при тепловом воздействии, а точнее при изменении температуры на 1°C, будет проводится по формуле:The determination of the change in the volume occupied by the working fluid during heat exposure, and more precisely when the temperature changes by 1 ° C, will be carried out according to the formula:
V=V0×(1+β×dT)V = V 0 × (1 + β × dT)
При T=20° β(этиловый спирт)=1,08*10-3 примем что dT=4°CAt T = 20 ° β (ethyl alcohol) = 1.08 * 10 -3, we assume that dT = 4 ° C
V=4808,125×(1+1,08×10-3×4)=4828,8961 мм3 V = 4808.125 × (1 + 1.08 × 10 -3 × 4) = 4828.8961 mm 3
Определение изменения объема при тепловом воздействии:Determination of volume changes during thermal exposure:
dV=V/V0=4828,8961-4808,125=20,77 мм3 dV = V / V 0 = 4828.8961-4808.125 = 20.77 mm 3
Определенное значение изменения объема при тепловом воздействии направлено на заполнение рабочего цилиндра, то Vр=dVA certain value of the volume change during thermal exposure is aimed at filling the working cylinder, then V p = dV
dV=πr2hdV = πr 2 h
Определение подъема поршня при заданном диаметре можно произвести по формуле:The determination of the piston lift at a given diameter can be done by the formula:
при r=1,5 ммwith r = 1.5 mm
при r=1 ммat r = 1 mm
В таблице 1 приведены расчеты изменения объема рабочего цилиндра ΔV и подъема рабочего поршня h в зависимости от разности температур, для рабочих цилиндров с радиусами r=1 мм и r=1,5 мм.Table 1 shows the calculations of the change in the volume of the working cylinder ΔV and the rise of the working piston h depending on the temperature difference, for working cylinders with radii r = 1 mm and r = 1.5 mm.
Как видно из таблицы, с ростом разности температур возрастает и производительность теплового двигателя.As can be seen from the table, with an increase in the temperature difference, the productivity of the heat engine also increases.
В описании раскрыт один возможный вариант исполнения полезной модели, что ни коим образом не ограничивает возможные варианты ее исполнения.The description discloses one possible embodiment of the utility model, which in no way limits the possible variants of its execution.
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.The clock mechanism can be basic, commercially available, both in a standard version, and with additional refinement, for example, the frictional external end of a winding spring, to provide a "endless winding" of the spring and prevent its breakage or overvoltage.
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 [7, 8, 9, 10].As options for the execution of individual elements of the case, parts, watch assemblies, various known and traditional for watch production technologies, materials, and structural solutions commonly used in watchmaking technology can be used [7, 8, 9, 10].
Таким образом, обеспечивается достижение требуемого технического результата, а именно:Thus, the achievement of the required technical result, namely:
- обеспечение постоянного значения суточного хода часов и повышение точности часов за счет обеспечения постоянного значения крутящего момента пружинного двигателя, передаваемого на спусковой регулятор;- ensuring a constant value of the daily movement of the clock and improving the accuracy of the clock by providing a constant value of the torque of the spring motor transmitted to the trigger regulator;
- обеспечение полной автономности работы часов при отсутствии внешнего воздействия пользователя посредством использования разности температур различных областей пространства;- ensuring the complete autonomy of the watch in the absence of external user exposure by using the temperature difference of different areas of space;
- возможность использования механизма часов, как в переносных, так и в стационарных часах.- the possibility of using the watch mechanism, both in portable and in stationary watches.
Как следует из описания, при осуществлении полезной модели также обеспечивается, увеличение мощности автоматического подзавода и возможности использования в качестве привода дополнительных устройств в часах.As follows from the description, the implementation of the utility model also provides an increase in the power of automatic winding and the possibility of using additional devices as a drive in hours.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки полезной модели являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели полезной модели, но и позволяют реализовать полезную модель промышленным способомThe analysis also shows that all the general and particular features of the utility model are essential, since each of them is necessary, and together they are not only sufficient to achieve the goal of the utility model, but also allow you to implement the utility model in an industrial way
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. http://bse.sci-lib.com/article121589.html Часы (прибор). Большая Советская Энциклопедия1.http: //bse.sci-lib.com/article121589.html Watch (device). Great Soviet Encyclopedia
2. http://www/.watches.ru/index.php?page=30&art=552.Http: //www/.watches.ru/index.php? Page = 30 & art = 55
3. http://remontchasov.ucoz.ru/index/avtopodzavod_v_chasakh/0-45.3. http://remontchasov.ucoz.ru/index/avtopodzavod_v_chasakh/0-45.
4. Аксельрод М. Теория и проектирование приборов времени. «Машиностроение», Ленинград, 1969, с. 45-474. Axelrod M. Theory and design of time instruments. "Engineering", Leningrad, 1969, p. 45-47
5. 146702, опубликовано БИ №8 за 1962 г.5.146670, published BI No. 8 for 1962.
6. Тарасов С.В. Приборы времени. Москва, «МАШИНОСТРОЕНИЕ», 1976, с. 39-406. Tarasov S.V. Devices of time. Moscow, "MECHANICAL ENGINEERING", 1976, p. 39-40
7. Харитончук А.П. Справочная книга по ремонту часов, М., 1977, стр. 18, 21.7. Kharitonchuk A.P. Reference book for watch repair, M., 1977, p. 18, 21.
8. Романов А.Д. Проектирование приборов времени. М., 1975, стр. 140.8. Romanov A.D. Designing time devices. M., 1975, p. 140.
9. Тарасов СВ. Технология часового производства, М., 1963.9. Tarasov SV. Technology of watch production, M., 1963.
10. Попова В.Д., Гольдберг Н.Б. Устройство и технология сборки часов. М., 198910. Popova V.D., Goldberg N.B. Device and assembly technology of watches. M., 1989
Claims (29)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154054/28U RU139166U1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | DEVICE OF THE THERMAL AUTOMATIC WATCH FACTORY AND CLOCK MECHANISM |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154054/28U RU139166U1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | DEVICE OF THE THERMAL AUTOMATIC WATCH FACTORY AND CLOCK MECHANISM |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU139166U1 true RU139166U1 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=50436170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013154054/28U RU139166U1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | DEVICE OF THE THERMAL AUTOMATIC WATCH FACTORY AND CLOCK MECHANISM |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU139166U1 (en) |
-
2013
- 2013-12-06 RU RU2013154054/28U patent/RU139166U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6804171B2 (en) | Temperature difference drive unit, and electric device, timepiece and light electrical appliance having the same | |
JP2016518583A5 (en) | ||
JP6457407B2 (en) | Temperature driven winding system | |
CN107968600B (en) | Synchronous output wearable piezoelectric vibration energy collecting device | |
RU139166U1 (en) | DEVICE OF THE THERMAL AUTOMATIC WATCH FACTORY AND CLOCK MECHANISM | |
RU2551258C1 (en) | Apparatus and method for thermal automatic winding of clock and clock mechanism | |
JP7312247B2 (en) | Energy harvesting using fluid | |
RU140570U1 (en) | AUTOMATIC MECHANICAL MANUAL CLOCK ACTUATOR, AUTOMATIC WATCH CLOCK MECHANISM AND AUTOMATIC MECHANICAL WATCH CLOCK | |
RU2545467C1 (en) | Method of actuating mechanical clocks, apparatus for automatic actuation of clock mechanism, clock mechanism having apparatus for automatic actuation of clock mechanism, mechanical clock having apparatus for automatic actuation of clock mechanism | |
RU137129U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC DRIVING OF THE HOUR MECHANISM, CLOCK MECHANISM CONTAINING DEVICE FOR AUTOMATIC DRIVING OF THE CLOCK MOVEMENT, MECHANICAL HOURS, INCLUDED, INCLUDED | |
RU140251U1 (en) | DEVICE OF AUTOMATIC PLANT OF MECHANICAL BATTERY OF THE CLOCK MECHANISM DRIVED BY A HEAT MOTOR | |
RU2551256C1 (en) | Heat engine operated self-winding device of mechanical energy storage battery of clockwork | |
RU2533339C1 (en) | Automatic drive of mechanical wristwatch, mechanism of wristwatch with automatic drive, mechanical wristwatch with automatic drive and method of automatic actuation of mechanical wristwatch | |
RU151215U1 (en) | CLOCK AND CLOCK MOVEMENT WITH THERMOSENSITIVE DRIVE | |
RU2577696C1 (en) | Watches and clock mechanism with heat-sensitive drive | |
JP2013194748A (en) | Mechanism for converting irregular reciprocating motion into one-way rotation motion | |
Patel et al. | Modeling and analysis of an atmospheric driven Atmos clock with mechanical escapement control | |
RU2551484C2 (en) | Electrical time device, method and device for generating electrical energy used to power electrical time device | |
RU2018109292A (en) | WATCH FACTORY DEVICE | |
JPS61234314A (en) | Driving apparatus | |
KR20180045930A (en) | Insulating container with the PTC element | |
US20200080753A1 (en) | Green Cycle Heat Pump Engine | |
JP2003028049A (en) | Energy conversion device and equipment provided with same | |
US576830A (en) | Albrecht ulli | |
Moline et al. | Operating principles, common questions, and performance data for an atmospheric driven Atmos clock |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20161207 |