DE955918C - Electro-thermal device for performing mechanical work - Google Patents
Electro-thermal device for performing mechanical workInfo
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- DE955918C DE955918C DESCH8315D DESC008315D DE955918C DE 955918 C DE955918 C DE 955918C DE SCH8315 D DESCH8315 D DE SCH8315D DE SC008315 D DESC008315 D DE SC008315D DE 955918 C DE955918 C DE 955918C
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
Bei bereits bekannten elektro-thermischen Geräten zur Verrichtung mechanischer Arbeit ist ein Hohlraum veränderbarer Größe vorgesehen, der ein bei Erwärmung stark dehnbares, durch elektrischen Strom heizbares Arbeitsmittel enthält und dessen Begrenzungswände oder Teile davon zur Arbeitsverrichtung beweglich sind. Sofern der Hohlraum und ein beweglicher Teil seiner Begrenzungswände aus Zylinder und Kolben bestehen, wird eine AbdichtungWith already known electro-thermal devices a cavity of variable size is provided for performing mechanical work, which when heated contains highly flexible work equipment that can be heated by electrical current and its boundary walls or parts thereof are movable to perform work. Provided that the cavity and a movable part of its boundary walls Cylinder and piston are made, a seal becomes
ίο erforderlich, damit auch bei wiederholter Betätigung nicht die geringste Menge des Arbeitsmittels entweichen kann. Ob die Forderung des »absoluten« Abdichtens durch übliche Mittel, wie ' sorgfältiges Einschleifen des Kolbens, Verwendung von Stopfbüchsen usw., erreicht werden kann, ist ungewiß» Auch kann ein Vermischen des Arbeitsmittels und der für den Kolben erforderlichen Schmierflüssigkeit kaum vermieden werden.ίο required, so also with repeated actuation not the slightest amount of the working material can escape. Whether the requirement of the "absolute" Sealing by usual means, such as careful grinding in of the piston, use of stuffing boxes etc., which can be achieved is uncertain »A mixing of the working medium and the lubricant required for the piston can hardly be avoided.
Der Ersatz des Zylinders mit Kolben durch die in der Technik bekannten Membranarten, z. B. Metallbälge usw., ist hier auch nicht möglich, da diese für höhere Drücke und größere Hübe ungeeignet sind und zu viel schädlicher Raum vorhanden ist sowie das zu verdampfende Wasservolumen zu groß gewählt werden müßte.The replacement of the cylinder and piston with the types of membranes known in the art, e.g. B. metal bellows etc., is also not possible here, as these are unsuitable for higher pressures and larger strokes and there is too much harmful space and too large a volume of water to be evaporated would have to.
Diese Schwierigkeiten sollen durch den Erfmdungsgegenstand behoben und auf diese Weise ein sicheres Arbeiten des Gerätes ohne jegliche Wartung erreicht werden. Der Erfindungsgegenstand besteht in der Anwendung der bei Membrankolbenpumpen bekannten Trennmembran derart, daß die Arbeitsflüssigkeit von der Schmierflüssigkeit durch eineThese difficulties are to be eliminated by the subject matter of the invention and in this way a safe one Working of the device can be achieved without any maintenance. The subject of the invention consists in the Application of the separating diaphragm known in diaphragm piston pumps in such a way that the working fluid of the lubricating fluid through a
elastische Membran, ζ. Β. aus Gummi, abgetrennt wird. Dadurch kann niemals ein Vermischen beider Flüssigkeiten auftreten, und die Arbeitsflüssigkeit kann nicht entweichen, da sie sich jetzt in einem vollkommen abgeschlossenen Raum befindet. Abzudichten bleibt nur noch die zwischen Zylinder und Kolben eingeschlossene Schmierflüssigkeit, was jedoch keine Schwierigkeit darstellt, da sie erstens keine hohe Temperatur besitzt und ihrem Zweck entsprechend ίο von hohem Zähigkeitsgrad gewählt werden kann. Auch ist auf die Dauer der Verlust von einigen Tropfen der Schmierflüssigkeit belanglos, wohingegen dies bei der Arbeitsflüssigkeit zum vollständigen Versagen des Gerätes führen würde. Um den geringen Verlust der Schmierflüssigkeit unschädlich zu machen, kann es zweckmäßig sein, ihren Raum mit einer gewissen Reserve auszubilden, d. h. etwas größer zu halten. Wesentlich bei der Anordnung einer Trennmembran ist, daß sie durch den gleichen Druck der zu beiden ao Seiten befindlichen Flüssigkeiten entlastet ist und somit selbst bei höchstem Druck sehr dünn und elastisch ausgeführt werden kann. Da die heißen Dämpfe des Arbeitsmittels die unter Umständen aus organischen Stoffen bestehende Membran berühren, so kann es zweckmäßig sein, um deren thermische -Überbeanspruchung zu vermeiden, mit Flüssigkeiten zu arbeiten, die eine geringe Siedetemperatur besitzen. Es seien Alkohol, Pentan, Chloroform und ähnliche angeführt.elastic membrane, ζ. Β. made of rubber. As a result, there can never be a mixture of the two Liquids occur and the working fluid cannot escape, as it is now in a perfect state enclosed space. All that remains to be sealed is between the cylinder and Piston enclosed lubricating fluid, but this is not a problem because, firstly, it is not a high one Temperature and can be selected according to its purpose ίο of high degree of toughness. In the long run, the loss of a few drops of the lubricating fluid is insignificant, whereas this is the case with the working fluid would lead to complete failure of the device. About the small loss To make the lubricant harmless, it can be useful to give your space a certain To train reserve, d. H. to hold something bigger. Essential when arranging a separating membrane is that it is relieved by the same pressure of the liquids on both sides and thus it can be made very thin and elastic even at the highest pressure. Since they are called Vapors of the working medium touch the membrane, which may consist of organic substances, so it can be useful, in order to avoid their thermal overload, with liquids to work that have a low boiling point. There are alcohol, pentane, chloroform and similar cited.
Sind höhere Drücke und damit Temperaturen erforderlich, so kann eine Abtrennung der Membran von den heißen Dämpfen dadurch erreicht werden, daß ein in der Arbeitsflüssigkeit zwischen dem Heizdraht und der Membran befindlicher Trennkolben angeordnet wird. Auch der Kolben ist durch den beidseitigen hydrostatischen Druck der Arbeitsfiüssigkeit entlastet; es findet also kein Bestreben statt, weder für den Dampf in die unverdampfte Flüssigkeit noch umgekehrt einzudringen. Eine Abtrennung der Membran vom Heizdraht kann auch durch eine feste Wand mit Durchtrittsöffnungen für Dampf erreicht werden.If higher pressures and thus temperatures are required, the membrane can be separated can be achieved by the hot vapors that a in the working fluid between the heating wire and the separating piston located in the membrane is arranged. The piston is also through the both sides of the hydrostatic pressure of the working fluid relieved; so there is no striving instead of penetrating neither for the vapor into the unevaporated liquid nor vice versa. One Separation of the membrane from the heating wire can also be achieved by a solid wall with openings for passage Steam can be achieved.
Vorteilhaft kann es sein, die Membran aus zwei oderIt can be advantageous to use the membrane from two or
mehreren Schichten auszuführen und unter Umständen einigen Zwischenraum für ein Füllmittel zu lassen. Dies bietet eine höhere Sicherheit beim Reißen einer Membran, erhöht die wärmeisolierende Wirkung und ergibt die Möglichkeit, für die Membran verschiedene Werkstoffe, die den angrenzenden Flüssigkeiten angepaßt sind, zu wählen.several layers and possibly some space for a filler permit. This provides greater security when a membrane ruptures, increases its heat insulating properties Effect and results in the possibility of different materials for the membrane, which the adjacent fluids are adapted to choose.
Der Erfindungsgegenstand ist in den Abbildungen in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.The subject matter of the invention is shown in the figures in several exemplary embodiments.
Das Gerät, das im wesentlichen aus Zylinder 1 und Kolben 2 besteht (Abb. 1 und 2), besitzt eine die Arbeitsflüssigkeit im Raum Ra von der Schmierflüssigkeit im Raum Rt abtrennende Membran 4. Verdampft die Arbeitsflüssigkeit durch die Erwärmung des elektrischen Widerstandes 3, so vergrößert sich das Volumen von Ra, und der Dampfdruck wirkt mittels der Membran auf die Schmierflüssigkeit, welche ihrerseits auf den Kolben drückt und ihn fortbewegt. Die Trennmembran 4 ist elastisch ausgebildet und besitzt genügend Nachgiebigkeit, um das nötige Dampfvolumen zu fassen. Sie kann z. B. aus Gummi oder ähnlichem Werkstoff (Abb. 1) oder auch als Metallbalg (Abb. 2) ausgeführt werden.The device, which essentially consists of cylinder 1 and piston 2 (Fig. 1 and 2), has a membrane 4 that separates the working fluid in space R a from the lubricating fluid in space R t , the volume of R a increases , and the vapor pressure acts through the membrane on the lubricating liquid, which in turn presses on the piston and moves it forward. The separating membrane 4 is designed to be elastic and has sufficient flexibility to hold the necessary volume of steam. You can z. B. made of rubber or similar material (Fig. 1) or as a metal bellows (Fig. 2).
Abb. 3 zeigt eine weitere Abtrennung der Arbeitsflüssigkeit in einen verdampfenden Teil Ra und einen unverdampfenden Teil Ra' durch einen schwimmenden Trennkolben 5.FIG. 3 shows a further separation of the working fluid into an evaporating part R a and a non-evaporating part R a ' by a floating separating piston 5.
Die Abtrennung kann, wie in Abb. 4 gezeigt, auch durch eine feste Wand 6 mit Durchtrittsöffnungen für den Dampf erfolgen. Hier wird der Zweck verfolgt, die Membran 4 gegen den heißen Widerstandsdraht 3 abzudecken. The separation can, as shown in Fig. 4, also by a solid wall 6 with passage openings for the steam. The purpose here is to cover the membrane 4 against the hot resistance wire 3.
Abb. 5 zeigt einen Zylinder 1 mit Kolben 2 und Heizdraht 3 mit großen Flächen F und kleinem Kolbenweg s ohne Trennmembran. In Abb. 6 dagegen sind derselbe Zylinder 1 und Kolben 2 in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung dargestellt, wobei jedoch noch ein Gefäß 7 mit Trennmembran 4 angeordnet ist, was zu einer günstigen hydraulischen Übersetzung führt.Fig. 5 shows a cylinder 1 with piston 2 and heating wire 3 with large areas F and small piston travel s without a separating membrane. In Fig. 6, however, the same cylinder 1 and piston 2 are shown in the embodiment according to the invention, but a vessel 7 with a separating membrane 4 is also arranged, which leads to a favorable hydraulic translation.
Abb. 7 veranschaulicht einen im Zylinder 1 befindlichen, vollständig durch eine Membran 4 abgetrennten Raum Ra: Fig. 7 illustrates a space R a located in the cylinder 1 and completely separated by a membrane 4 :
Bei der baulichen Ausführung besteht die Möglichkeit, nicht den Zylinderraum selbst, sondern einen mit diesem durch ein Rohr verbundenen Raum durch eine Membran abzutrennen, wobei die Räume be- ge liebig weit voneinander entfernt und in beliebiger. Lage angeordnet sein können.In the structural design, there is the option of not the cylinder space itself, but one to be separated from this space, which is connected by a pipe, by a membrane, the spaces moving as far away from each other and at any. Can be arranged.
Die Abtrennung eines Teils des Zylinders für die Arbeitsflüssigkeit durch die Trennmembran ergibt noch weitere Vorteile. Es.seien eine Kraft P und ein Weg s gefordert. Bei dem optimalen Druck p (für Wasser z. B. etwa 15 at) ergibt sich eine Kolben-The separation of part of the cylinder for the working fluid by the separating membrane results in further advantages. A force P and a path s are required. At the optimal pressure p (for water e.g. about 15 at) there is a piston
fläche F = —. Wie in Abb. 5 gezeigt, kann das Verhältnis -γ- so klein (oder auch so groß) ausfallen, daßarea F = -. As shown in Fig. 5, the ratio -γ- can be so small (or so large) that
bei einem geringen Volumen F = F-S eine sehr große Wandungsoberfläche Fw = %F + χ · D · s entsteht, an die erhebliche Wärmemengen verlorengehen. Es ist stets vorteilhaft, den Verdampfungsraum so zu gestalten, daß er sich einer Kugelform als Ideal möglichst anpaßt, da hierbei bei vorhandenem Volumen die geringste Wandungsoberfläche entsteht. Dies kann aber durch Anordnung einer Trennmembran in vorzüglicher Weise gelöst werden, wie in Abb. 6 dargestellt ist. Die Kolbenfläche ist nach wie vorwith a small volume F = FS a very large wall surface F w = % F + χ · D · s is created, to which considerable amounts of heat are lost. It is always advantageous to design the evaporation space in such a way that it adapts itself as ideally as possible to a spherical shape, since this results in the smallest wall surface with the existing volume. This can be solved in an excellent way by arranging a separating membrane, as shown in Fig. 6. The piston area is still
P
durch den Wert -P" = -r festgelegt. Um den KolbenP.
determined by the value -P "= -r. To the piston
um das Stück s zu heben, ist also ein Volumen V = F-S erforderlich. Das Dampfvolumen wird jetzt aber nicht mehr direkt zwischen Zylinder und Kolben erzeugt, sondern in einem Raum, der durch die Trennmembran gegenüber dem Zylinderraum abgetrennt ist und der der Idealgestalt (geringste Oberfläche bei gegebenem Volumen) möglichst nahe kommt, wodurch der Wirkungsgrad des Gerätes wesentlich verbessert werden kann.in order to lift the piece s, a volume V = FS is required. The steam volume is no longer generated directly between the cylinder and piston, but in a space that is separated from the cylinder space by the separating membrane and that comes as close as possible to the ideal shape (smallest surface area for a given volume), which significantly improves the efficiency of the device can be.
Es ist eine Art hydraulische Übersetzung, die hierbei entsteht, denn der eine Raum besitzt eine große Fläche und kleinen Weg, der andere dagegen eine relativ kleine Fläche und großen Weg.It is a kind of hydraulic translation that arises here, because one room has one large area and small path, the other a relatively small area and large path.
Hier knüpft sich auch die Vorstellung an, daß sich im Zylinder, der durch einen Kolben abgeschlossen ist, ein Körper veränderlichen Volumens befindet, der ganz oder zum Teil durch eine elastische Membran vom übrigen Zylinderinhalt abgetrennt ist (Abb. 7).This is also linked to the idea that in the cylinder, which is closed by a piston, a body of variable volume is located wholly or in part by an elastic membrane is separated from the rest of the cylinder contents (Fig. 7).
Claims (6)
Deutsche Patentschriften Nr. 43 295,91 837,547 997.Considered publications:
German patent specification No. 43 295,91 837,547 997.
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DE955918C true DE955918C (en) | 1957-01-10 |
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DESCH8315D Expired DE955918C (en) | 1943-01-29 | 1943-01-29 | Electro-thermal device for performing mechanical work |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE955918C (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1062494B (en) * | 1957-02-16 | 1959-07-30 | Gerhard Walter Seulen Dr Ing | Process for generating thrust movements of drive pistons and devices for carrying out the process |
DE1166006B (en) * | 1960-05-04 | 1964-03-19 | Danfoss Ved Ing M Clausen | Servomotor with positioning movement by supplying or removing heat |
DE1231564B (en) * | 1960-04-22 | 1966-12-29 | Samson Appbau Ag | Power switch with thermal power amplifier for controllers or monitoring devices |
DE2758553A1 (en) * | 1976-12-23 | 1978-06-29 | Design & Mfg Corp | ACTUATION DEVICE |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE91837C (en) * | ||||
DE43295C (en) * | E. HÜBNER in Halle a. S | Innovation in diaphragm pumps | ||
DE547997C (en) * | 1930-04-27 | 1932-04-05 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Automatic short-circuit testing and reclosing device for electrical lines |
-
1943
- 1943-01-29 DE DESCH8315D patent/DE955918C/en not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE91837C (en) * | ||||
DE43295C (en) * | E. HÜBNER in Halle a. S | Innovation in diaphragm pumps | ||
DE547997C (en) * | 1930-04-27 | 1932-04-05 | Siemens Schuckertwerke Akt Ges | Automatic short-circuit testing and reclosing device for electrical lines |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1062494B (en) * | 1957-02-16 | 1959-07-30 | Gerhard Walter Seulen Dr Ing | Process for generating thrust movements of drive pistons and devices for carrying out the process |
DE1231564B (en) * | 1960-04-22 | 1966-12-29 | Samson Appbau Ag | Power switch with thermal power amplifier for controllers or monitoring devices |
DE1166006B (en) * | 1960-05-04 | 1964-03-19 | Danfoss Ved Ing M Clausen | Servomotor with positioning movement by supplying or removing heat |
DE2758553A1 (en) * | 1976-12-23 | 1978-06-29 | Design & Mfg Corp | ACTUATION DEVICE |
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