RU99578U1 - Привод линейных перемещений - Google Patents
Привод линейных перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU99578U1 RU99578U1 RU2009102671/06U RU2009102671U RU99578U1 RU 99578 U1 RU99578 U1 RU 99578U1 RU 2009102671/06 U RU2009102671/06 U RU 2009102671/06U RU 2009102671 U RU2009102671 U RU 2009102671U RU 99578 U1 RU99578 U1 RU 99578U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power elements
- linear displacement
- deformed
- heating
- springs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Diaphragms And Bellows (AREA)
Abstract
1. Привод линейных перемещений, содержащий корпус, силовые элементы конической формы, выполненные из материала, обладающего термомеханической памятью формы, шток, на противоположных концах которого закреплены силовые элементы, средство нагрева и охлаждения силовых элементов, которые выполнены с предварительной деформацией в противоположные стороны относительно друг друга, отличающийся тем, что силовые элементы предварительно продеформированы в низкотемпературном мартенситном состоянии и выполнены в виде пакета тарельчатых пружин, средство нагрева представляет собой герметичные камеры, образованные перегородкой в корпусе, с возможностью попеременного сообщения их с теплоагентами различных температур. ! 2. Привод линейных перемещений по п.1, отличающийся тем, что силовые элементы в виде пакета тарельчатых пружин, конические кольца которых размещены одно в другом. ! 3. Привод линейных перемещений по п.1, отличающийся тем, что силовые элементы выполнены в виде комбинированного пакета тарельчатых пружин.
Description
Изобретение относится к элементам приводных механизмов и может быть использовано в электротехнике в качестве дистанционного управляющего элемента для включения (отключения) различного типа электротехнических устройств, а также в качестве привода различных механизмов преобразующих тепловую энергию в механическую работу (домкрат, пресс, насос, компрессор, мартенситный двигатель).
Известны приводы, силовые элементы которых выполнены в виде сильфона (патент РФ №2161835 С1 от 24.01.2000 МПК Н01Н 61/06. «Электротермический силовой элемент» опубл. 10.01.2001 г.). Электротермический силовой элемент содержит основание, на котором установлен рабочий элемент из материала с обратимой термической памятью формы, выполненный в виде тонкостенного сильфона, внутри которого на основании крепится нагревательный элемент трубчатого типа с прямоходовым подвижным штоком внутри него.
Данный электротермический силовой элемент имеет следующие недостатки:
- создает невысокие тяговые усилия;
- сложен в изготовлении;
- для изготовления силового элемента необходимо использовать дорогостоящий материал с обратимой термической памятью формы.,
Известен также термоэлектровыключатель (авторское свидетельство СССР №675473 МПК Н01Н 37/50 от 25.07.1979 г. опубликован 25.07.79 г. бюл. №27) содержащий цилиндрический корпус, шток из изоляционного материала, две соосно установленные пружины выполненные из материала с эффектом памяти формы. Пружины при нагреве поочередно разжимаются и передвигают шток то в одну, то в другую сторону.
Термоэлектротермический выключатель имеет следующие недостатки:
- для получения больших тяговых усилий, рабочий элемент, выполненный в виде пружины, должен иметь большие геометрические размеры. Это ограничивает его использование в различных выключателях.
- изготовление рабочего элемента термоэлектровыключателя в виде пружины, выполненной из материала с памятью формы является трудоемким процессом.
Прототипом предлагаемого привода является привод линейных перемещений (патент РФ №2015413 от 20.05.91 МПК F03G 7/06. «Привод линейных перемещений» опубл. 30.06.1994 г.), силовые элементы которого выполнены в виде двух кольцевых диафрагм из материала с термомеханической памятью формы, периферийные части которых закреплены в корпусе, снабженном проточками для них, а внутренние - закреплены на передающем элементе, который выполнен в виде штока с выступами для диафрагм. Одна диафрагма изготовлена предварительно деформированной в одну сторону, а другая - в противоположную. У каждой диафрагмы с одной стороны установлены электронагревательные элементы, а с противоположной - охлаждающие элементы, выполненные в виде трубок с хладагентом.
Данный привод имеет ряд недостатков:
- диафрагмы привода могут перемещать шток только в одном направлении, т.е. привод предназначен для одноразового срабатывания. Для повторного действия диафрагм их нужно вновь подвергнуть деформации.
- зоны изменения геометрии диафрагм имеют малый радиус, поэтому при деформировании там будут возникать деформации >8%, что приведет к подавлению эффекта памяти формы. Следовательно, уменьшится восстанавливаемая деформация диафрагм.
- в силу значительной толщины применяемых диафрагм в них при знакопеременном режиме работы возникнут усталостные трещины, снижающие надежность привода.
- предварительная деформация диафрагм в нагретом (аустенитном) состоянии не дает возможности получить максимальную величину восстанавливаемой деформации (величину эффекта памяти формы).
Задачей предлагаемого изобретения является создание более универсального привода позволяющего:
- создать более простую и, следовательно, более надежную конструкцию;
- производить многократное реверсивное перемещение штока. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего
изобретения:
- привод имеет простую и надежную конструкцию и не требует для своего изготовления специальных сплавов с обратимой памятью формы;
- привод позволяет производить многократное и реверсивное перемещение штока;
- привод, является более универсальным и позволяет получать силовые элементы термомеханических приводов с требуемыми перемещениями и усилиями.
Технический результат достигается тем, что: привод линейных перемещений, содержащий корпус, силовые элементы конической формы, выполненные из материала, обладающего термомеханической памятью формы, шток, на противоположных концах которого закреплены силовые элементы, средство нагрева и охлаждения силовых элементов, которые выполнены с предварительной деформацией в противоположные стороны относительно друг друга, согласно изобретению силовые элементы предварительно продеформированы в низкотемпературном мартенситном состоянии и выполнены в виде пакета тарельчатых пружин, средство нагрева представляет собой герметичные камеры, образованные перегородкой в корпусе, с возможностью попеременного сообщения их с теплоагентами различных температур. Силовые элементы могут быть выполнены в виде пакета тарельчатых пружин, при этом конические кольца размещают одно в другом или в виде комбинированного пакета тарельчатых пружин.
Выполняя силовые элементы в виде набора тарельчатых пружин, конические кольца которых размещены одно в одном, получают большие усилия. Выполняя силовые элементы в виде комбинированного набора тарельчатых пружин, получают универсальный привод, позволяющий получать необходимые перемещения и усилия.
Предварительное деформирование силовых элементов в низкотемпературном мартенситном состоянии дает возможность получить большую величину восстанавливаемой деформации (например, для никелида титана, наиболее применяемого в настоящее время материала с термомеханической памятью, максимальное значение этой деформации составляет 8%).
Выполнение средства нагрева в виде герметичных камер позволяет ускорить процессы нагревания или охлаждения соответствующих силовых элементов, значительно упрощает конструктивное исполнение нагревателя элементов и тем самым привод в целом. Возможность герметичных камер попеременно сообщаться теплоагентами различных температур позволяет многократно реверсивно перемещать шток, тем самым дает возможность многоразово использовать привод.
На фиг.1 изображены виды конструкций силовых элементов с применением тарельчатых пружин где: а) силовой элемент в виде пакета тарельчатых пружин, конические кольца которого размещены одно в другом; б) силовой элемент в виде комбинированного пакета тарельчатых пружин.
На фиг.2 приведен заявляемый привод линейных перемещений. Предлагаемый привод содержит корпус 1 с перегородкой 2. К корпусу подведены трубопроводы 3 и 4 для подачи в камеры А и Б теплоагентов с различными температурами. Внутри корпуса установлен шток 5, опирающийся выступами на тарельчатые пружины 6 верхней и нижней камер корпуса. Тарельчатые пружины нижней камеры Б перед установкой деформируют (сжимают) при температуре существования низкотемпературной мартенситной фазы. При одновременной подаче в камеру А теплоагента с низкой температурой, а в камеру Б с высокой температурой материал верхних тарельчатых пружин охлаждается и переходит в мартенситное состояние, а нижних в аустенитное состояние. Прочностные свойства материалов с памятью формы в мартенситном состоянии ниже, чем в аустенитном. При нагревании нижние пружины восстанавливают свою форму и давят на шток, который в свою очередь давит на верхние пружины, вследствие чего, они деформируются и шток перемещается вверх. При последующей подаче в камеру А теплоагента с высокой температурой, а в камеру Б теплоагента с низкой температурой шток будет перемещаться вниз. При периодической смене теплоагентов в камерах А и Б шток может перемещаться то в одну, то в другую сторону, т.е. происходит многократное реверсивное перемещение штока.
Использование предлагаемого привода позволит развивать значительные усилия и обеспечивать большие перемещения при размерах меньших, чем силовые приводы диафрагменного типа.
Например, для тарельчатой пружины, изготовленной из никелида титана марки ТН1 (химический состав: 54%Ni, 46%Ti (весовые проценты)) при внешнем диаметре 25 мм, а внутреннем 15 мм, толщине 1,2 мм, высоте 4,1 мм, при наведенной деформации 40% было достигнуто при 90°С реактивное усилие равное 1500 Н.
Claims (3)
1. Привод линейных перемещений, содержащий корпус, силовые элементы конической формы, выполненные из материала, обладающего термомеханической памятью формы, шток, на противоположных концах которого закреплены силовые элементы, средство нагрева и охлаждения силовых элементов, которые выполнены с предварительной деформацией в противоположные стороны относительно друг друга, отличающийся тем, что силовые элементы предварительно продеформированы в низкотемпературном мартенситном состоянии и выполнены в виде пакета тарельчатых пружин, средство нагрева представляет собой герметичные камеры, образованные перегородкой в корпусе, с возможностью попеременного сообщения их с теплоагентами различных температур.
2. Привод линейных перемещений по п.1, отличающийся тем, что силовые элементы в виде пакета тарельчатых пружин, конические кольца которых размещены одно в другом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009102671/06U RU99578U1 (ru) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | Привод линейных перемещений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009102671/06U RU99578U1 (ru) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | Привод линейных перемещений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99578U1 true RU99578U1 (ru) | 2010-11-20 |
Family
ID=44058879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009102671/06U RU99578U1 (ru) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | Привод линейных перемещений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU99578U1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2465114C2 (ru) * | 2010-12-17 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ) | Способ управления деформированием и восстановлением активного элемента из сплавов с памятью, используемого в качестве исполнительного механизма |
RU172360U1 (ru) * | 2016-03-10 | 2017-07-05 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" СГАУ | Электротермический силовой привод |
RU194006U1 (ru) * | 2019-04-01 | 2019-11-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Силовое устройство |
RU2710875C1 (ru) * | 2018-11-06 | 2020-01-14 | Михаил Николаевич Кустов | Термочувствительный исполнительный механизм |
-
2009
- 2009-01-27 RU RU2009102671/06U patent/RU99578U1/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2465114C2 (ru) * | 2010-12-17 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский авиационный институт (государственный технический университет) (МАИ) | Способ управления деформированием и восстановлением активного элемента из сплавов с памятью, используемого в качестве исполнительного механизма |
RU172360U1 (ru) * | 2016-03-10 | 2017-07-05 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" СГАУ | Электротермический силовой привод |
RU2710875C1 (ru) * | 2018-11-06 | 2020-01-14 | Михаил Николаевич Кустов | Термочувствительный исполнительный механизм |
RU194006U1 (ru) * | 2019-04-01 | 2019-11-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Силовое устройство |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU99578U1 (ru) | Привод линейных перемещений | |
JP6902543B2 (ja) | 循環プロセス型システムを運転する方法及び装置 | |
EP0494997B1 (en) | Hydraulic shape memory material force converter | |
US5079920A (en) | Hydraulic shape memory material stress to hydraulic pressure transducer | |
US10697394B2 (en) | Solar air conditioning heat pump with minimized dead volume | |
US20140086772A1 (en) | Actuator element and an actuator for generating a force and/or a movement | |
US11028836B2 (en) | Drive system comprising at least one metal element exhibiting shape memory properties | |
JP2012532277A5 (ru) | ||
EP2836772B1 (en) | Heat pump with electomechanically-actuated displacers | |
KR20170067708A (ko) | 가요성 장치, 선형 회전 변환기 및 시스템 | |
Borlandelli et al. | Design and experimental characterization of a NiTi-based, high-frequency, centripetal peristaltic actuator | |
CN110645158B (zh) | 一种基于形状记忆合金的固相热能发电装置 | |
JP5838902B2 (ja) | 発電システム | |
CN201650492U (zh) | 平衡活塞式热声斯特林直线发电机 | |
JP2014066218A (ja) | スターリングサイクル機関 | |
RU163932U1 (ru) | Электротермический силовой привод | |
Bujoreanu | Development of shape memory and superelastic applications of some experimental alloys | |
CN207750145U (zh) | 一种双作用非能动储能的活塞 | |
RU2392494C1 (ru) | Термомеханический силопривод | |
CN107401463A (zh) | 一种双作用非能动储能的活塞 | |
Romanescu et al. | Contributions Regarding the Development of New Types of Solar Actuators | |
CN100592943C (zh) | 内加热金属板材高温高水压一次成形方法与设备 | |
CN110529348B (zh) | 一种利用形状记忆合金实现热能-机械能转换的热机装置 | |
Volodymyr et al. | ANALYSIS OF INNOVATIVE DEVICES BASED ON SHAPE MEMORY ALLOYS IN FOOD TECHNOLOGY APPARATUSES | |
Katzenburg et al. | Shape Memory Based Self-Powered Fluid Pump |