RU2392494C1 - Термомеханический силопривод - Google Patents
Термомеханический силопривод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2392494C1 RU2392494C1 RU2008151795/06A RU2008151795A RU2392494C1 RU 2392494 C1 RU2392494 C1 RU 2392494C1 RU 2008151795/06 A RU2008151795/06 A RU 2008151795/06A RU 2008151795 A RU2008151795 A RU 2008151795A RU 2392494 C1 RU2392494 C1 RU 2392494C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- springs
- thermo
- chamber
- smaller
- diametre
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
Abstract
Привод предназначен для системы терморегулирования и малогабаритных приводов. Привод состоит из корпуса, в котором размещен шток с поршнем, делящим полость корпуса на две камеры с термоизоляцией, в каждой из которых установлен комплект цилиндрических пружин, состоящий из двух пружин большего и меньшего диаметра, причем пружины меньшего диаметра вставлены в пружины большего диаметра. Все пружины выполнены из термочувствительного сплава с эффектом памяти формы и в начальном положении в одной камере установлены в сжатом состоянии, в другой в растянутом, а каждая камера снабжена электромагнитными клапанами для впуска и выпуска горячей или холодной воды или другой жидкости, в зависимости от температуры мартенситных превращений термочувствительного сплава пружин. Технический результат - снижение массово-габаритных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к термочувствительным устройствам и может быть использовано в первую очередь для предохранения никель-водородных и литий-ионных аккумуляторов от перегрузки и, кроме того, в качестве термодатчика, термореле, термопереключателя, преобразователя тепловой энергии в механическую, а также для создания малогабаритных приводов и устройств, способных развивать сравнительно большие усилия и т.д.
Известна конструкция термомеханического силопривода (ТС) в виде набора тарельчатых пружин (С.В.Шишкин, Н.А.Махутов. Расчет и проектирование силовых конструкций на сплавах с эффектом памяти формы. Москва-Ижевск, 2007. - С.127). Эта конструкция обеспечивает только малые перемещения штока силопривода, порядка 10-12 мм.
Известны конструкции термомеханических силоприводов, в которых перемещения осуществляются за счет пружин из сплавов с эффектом памяти формы ЭПФ (И.Э.Вяххи. Сплавы с эффектом памяти формы (ЭПФ) для создания линейного перемещения исполнительных устройств. «Актуальные проблемы прочности», Витебск, 2004. - С.40-46). Силовой элемент в форме пружины, изготовленный из сплавов с ЭПФ, обладает важным преимуществом, способностью к большим перемещениям, однако развиваемое усилие не велико (малогабаритные устройство размером порядка 30 мм способно создавать перемещение 8-12 мм, но развиваемое усилие не превышает 2-6 Н).
Задачей предлагаемого технического решения является снижение массово-габаритных характеристик, т.е. создание более компактной и меньшего веса конструкции термомеханического силопривода, имеющего лучшие механические параметры при максимально возможном силовом воздействии.
Задача решается с помощью предлагаемого термомеханического силопривода, состоящего из корпуса, в котором размещен шток с поршнем, делящим полость корпуса на две камеры с термоизоляцией, в каждой из которых установлен комплект цилиндрических пружин, состоящий из двух пружин большего и меньшего диаметра, причем пружины меньшего диаметра вставлены в пружины большего диаметра, все пружины выполнены из термочувствительного сплава с эффектом памяти формы и в начальном положении в одной камере установлены в сжатом состоянии, в другой в растянутом, а каждая камера снабжена электромагнитными клапанами для впуска и выпуска горячей или холодной жидкости, например солевых растворов или воды, в зависимости от температуры мартенситных превращений термочувствительного материала пружин. Пружины могут быть выполнены из нитинола, а корпус с термоизоляцией. Применение предложенной конструкции за счет использования двойных пружин из материала с памятью формы и расположения их в двух камерах, разделенных поршнем, позволяет создать минипривод с габаритными размерами менее 30 мм, увеличить развиваемое усилие при снижении массово-габаритных характеристик, т.е снижение материалоемкости конструкции. В результате сила, развиваемая штоком, увеличивается в два раза (по сравнению с существующими конструкциями из двух пружин).
На фиг.1 и 2 показан термомеханический силопривод в верхнем (фиг.1) и в нижнем положениях (фиг.2). Термомеханический силопривод состоит из корпуса 1, в котором расположен шток 2 с поршнем 3, делящим корпус 1 на две камеры. В камере 4 установлена пружин 6 большего и пружина 7 меньшего диаметра, расположенная в пружине 6, обе пружины при комнатной температуре находятся в сжатом состоянии. В камере 5, аналогично, расположены пружина 8 большего диаметра и пружина 9 меньшего диаметра, при комнатной температуре находящиеся в растянутом состоянии. В камере 4 расположены электромагнитные клапаны 10 и 11 для пуска и выпуска горячей и холодной жидкости, например воды, в камере 5 установлены электромагнитные клапаны 12 и 13 для впуска и выпуска горячей или холодной жидкости, например воды. Пружины выполнены из нитинола. Если для мартенситных превращений в применяемой проволоке из нитинола титана достаточно температуры до 100°С, то в качестве жидкости можно применять воду. При более высоких температурах необходимо применять солевые растворы.
Последовательность работы ТС следующая. Через клапан 10 подается горячая жидкость, которая выливается через клапан 11 (фиг.1). Под действием мартенситных превращений пружины 6 и 7 разжимаются и давят на поршень 3, сжимают пружины 8 и 9 и совершают работу на перемещении штока 2 (фиг.2). Затем горячая жидкость через клапан 12 подается в зону сжатых пружин и через клапан 13 выливается (фиг.2). Одновременно через клапан 10 к верхним пружинам подается холодная жидкость, а через клапан 11 она сливается. Благодаря мартенситным превращениям пружины 8 и 9 разжимаются, давят на поршень 3, сжимают пружины 6 и 7 и совершают работу на перемещении штока 2 в обратном направлении (фиг.1).
Работа ТС может быть одноразовой, а может быть многократной. В последнем случае ТС превращается в машину, в которой тепловая энергия превращается в механическую.
Claims (3)
1. Термомеханический силопривод, состоящий из корпуса, в котором размещен шток с поршнем, делящим полость корпуса на две камеры, в каждой из которых установлен комплект цилиндрических пружин, состоящий из двух пружин большего и меньшего диаметра, причем пружины меньшего диаметра вставлены в пружины большего диаметра, все пружины выполнены из термочувствительного сплава с эффектом памяти формы и в начальном положении в одной камере установлены в сжатом состоянии, в другой - в растянутом, а каждая камера снабжена электромагнитными клапанами для впуска и выпуска горячей или холодной воды или другой жидкости, в зависимости от температуры мартенситных превращений термочувствительного сплава пружин.
2. Термомеханический силопривод, отличающийся тем, что пружины выполнены из нитинола.
3. Термомеханический силопривод, отличающийся тем, что корпус выполнен с термоизоляцией.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008151795/06A RU2392494C1 (ru) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Термомеханический силопривод |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008151795/06A RU2392494C1 (ru) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Термомеханический силопривод |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2392494C1 true RU2392494C1 (ru) | 2010-06-20 |
Family
ID=42682810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008151795/06A RU2392494C1 (ru) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Термомеханический силопривод |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2392494C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755445C1 (ru) * | 2020-10-06 | 2021-09-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) | Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую и электрическую энергию |
| RU2775658C1 (ru) * | 2021-07-05 | 2022-07-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Термомеханический силовой привод |
-
2008
- 2008-12-25 RU RU2008151795/06A patent/RU2392494C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755445C1 (ru) * | 2020-10-06 | 2021-09-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) | Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую и электрическую энергию |
| RU2775658C1 (ru) * | 2021-07-05 | 2022-07-06 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Термомеханический силовой привод |
| RU2796035C1 (ru) * | 2022-06-24 | 2023-05-16 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") | Термомеханический силовой привод |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Qian et al. | A review of elastocaloric cooling: Materials, cycles and system integrations | |
| KR100221988B1 (ko) | 유압 형상 기억 재료 동력 변환기 | |
| Kabirifar et al. | Elastocaloric cooling: state-of-the-art and future challenges in designing regenerative elastocaloric devices. | |
| US10563639B2 (en) | Heat sensitive actuator device | |
| Ianniciello et al. | Long life elastocaloric regenerator operating under compression | |
| US10697394B2 (en) | Solar air conditioning heat pump with minimized dead volume | |
| US11028836B2 (en) | Drive system comprising at least one metal element exhibiting shape memory properties | |
| US9581147B2 (en) | Actuator having at least one control element which has thermal transducer material | |
| Li et al. | A compact NiTi elastocaloric air cooler with low force bending actuation | |
| JP2006519479A (ja) | 強磁性形状記憶合金複合材料および前記材料を組み込んだアクチュエータの設計 | |
| JP2010531943A5 (ru) | ||
| EP2244151A3 (en) | Electric control valve | |
| RU2392494C1 (ru) | Термомеханический силопривод | |
| EP3191710B1 (en) | Heat sensitive actuator device | |
| CN110207415A (zh) | 用于维勒米尔热泵的四过程循环 | |
| Motzki et al. | Energy-efficient SMA vacuum gripper system | |
| Kohl et al. | SMA microactuators for microvalve applications | |
| CN104676093A (zh) | 调整驱动装置 | |
| US20140090370A1 (en) | Actuator | |
| Kapłon et al. | Induction heating for a silicone/ethanol composite actuator | |
| Barbarino et al. | A bi-stable von-mises truss for morphing applications actuated using shape memory alloys | |
| RU172360U1 (ru) | Электротермический силовой привод | |
| Czechowicz et al. | On the functional characteristics of adaptive resetting of shape memory actuators in the field of automotive applications | |
| Scholtes et al. | Development of a Lightweight, Compact and Energy Efficient Pinch Valve Driven by Shape Memory Alloy Wires | |
| Shrivastava | Simulation for thermomechanical behavior of shape memory alloy (sma) using comsol multiphysics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131226 |