PL87690B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przetwornik elektro¬ mechaniczny, w którym podgrzewane przez ele¬ ment grzejny medium zwieksza objetosc powodujac ruch posuwisty tloka.Znane jest termiczne urzadzenie uruchamiajace, 5 w którym samonastawny, "wytwarzajacy cie(plo ele¬ ment jest umieszczony w polu oddzialywania ciep¬ lnego na komore zawierajaca czynnik podlegajacy rozszerzalnosci cieplnej. Zasilenie tego elementu energia elektryczna powoduje rozszerzenie cieplne l0 wymienionego czynnika, co z kolei powoduje po¬ suwisty ruch tloka pod wplywem tego czynnika.Zastosowanie automatycznie regulowanego ele¬ mentu wytwarzajacego cieplo umozliwia unikniecie przegrzewania przy stosowaniu zasadniczo stalej 15 energii pobudzajacej. Ponadto uniknieto koniecz¬ nosci stosowania urzadzen zewnetrznych przezna¬ czonych do ograniczania zasilania energia elekitiryicz- na. Taki przetwornik elektromechaniczny, podobnie jak inne znane urzadzenia tego typu, jest kalibro- 20 wany na zadane przemieszczenie czola tloka, jed¬ nakze kalibrowanie to podlega zmianom w czasie dzialania urzadzenia na skutek strat pewnych ilos¬ ci czynnika podlegajacego rozszerzalnosci cieplnej lub na skutek zmiany objetosci komory, na przy- 25 klad na skutek przypadkowego uderzenia. Ponadto, aby uchronic takie urzadzenia od uszkodzen, tlok nalezy chronic przed dzialaniem sil zewnetrznych.Ponadto maksymalna temperatura urzadzenia wy¬ twarzajacego cieplo musi byc wybrana dostatecz- 30 nie niska, by uniknac przemieszczen czynnika pod¬ legajacego rozszerzalnosci cieplnej. Chociaz wlas¬ ciwosci te nie stanowia ograniczen dla wielu za¬ stosowan termicznych przetworników elektrome¬ chanicznych, jednak sa pewne sytuacje, kiedy staja sie one istotne. Przykladem jest tu zmywarka naczyn, w której takie urzadzenie uruchamiajace jest uzywane do dozowania mydla lub srodka czyszczacego. Niekorzystne warunki dzialania, takie jak wilgoc i brud, moga spowodowac zakleszcze¬ nie które z kolei moze stac sie przyczyna odksztal¬ cenia komory zawierajacej czyninik podlegajacy rozszerzalnosci cieplnej. Oznacza to, ze czynnik ten bedzie nadal rozszerzal sie nawet jezeli tlok jest juz zatrzymany i bedzie powodowal odksztalcenie komory. Innym przykladem jest takie zastosowa¬ nie urzadzenia którego warunkiem koniecznym jest zachowanie dokladnie okreslonego skoku przez oaly czas dzialania urzadzenia.Te niedomagania zostaly usuiniejte przez niniej¬ szy wynalazek polegajacy na tym, ze przemieszcze¬ nie tloka przetwornika elektromechanicznego jest dokladnie ograniczone za pomoca zderzaków me- chanilczinych. Kiedy tlok jest w swym polozeniu zewnetrznym, w jednym przykladzie wykonania dalsze rozszerzanie sie podlegajacego rozszerzal¬ nosci cieplnej czynnika powoduje Oddzielanie sie komory zawierajacej tein czynnik od zródla ciepla w kierunku przeciwnym do -dzialania sprezyny po¬ wrotnej, na skutek czego zmienia sie oddzialywa- 87 69087 nia termiczne pomiedzy zródlem ciepla a wymie¬ nionym czynnikem i poziom cisnienia tego czyn¬ nika zostaje utrzymany w zadamyeh granicach.Szybsza reakcje urzadzenia uruchamiajacego mozna uzyskac dzieki temu, ze rozJdzielanie komory od zródla ciepla umozliwilo zastosowanie zródla cie¬ pla o wyzszej temperaturze. W innym przykladzie wykonania polozenie komory jest stale w o/budo¬ wie, lecz zastosowany jest drugi tlok przesuwny, który sluzy do powiejkszania objetosci czynnej wy¬ mienionej komory.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji przetwornika elektromechanicznego z elementem grzejnym, dla przetwarzania energii elektrycznej w liniowy ruch posuwisty o uprzednio okreslonym dokladnym skoku, skok jest Tegulowany, ale nie ulega zmianom podczas pracy urzadzenia, które nde podlega uszkodzeniom pod dzialaniem obciaze¬ nia zewnetrznego, a czas rozgrzewanlia tego urzadze¬ nia nie bedzie krótszy bez przedluzenia czasu ochla- dlzanliai Cel ten zostal osiagniety przez -to, ze przetwor¬ nik elektromechaniczny z elementem grzejnym ma obudowe zawierajalea wydrazenie, w którym znaj¬ duje sie komora zawierajaca pierwszy i drugi ob¬ szar powstawania sily. Cteynnik podlegajacy roz¬ szerzalnosci cieplnej umieszczony jest w polu od¬ dzialywania cieplnego zródla ciepla, oraz zawiera komore mieszczaca tlok umieszczony suwliwie z mozliwoscia zmiany polozenia na zewnatrz. Zmia¬ na polozenia drugiego segmentu tloka nastepuje wówczas gdy sila wywierana przez rozszerzajacy sie czynnik przekroczy okreslona wartosc.Rrzedimiot wynalazku uwiidoazniony jest w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przetwornik w widoku z boku, fig. 2 — przetwornik w widoku z góry, fig. 3 — prze¬ twornik w widoku z dolu, fig. 4 — przetwornik w przekroju poprzecznym zaznaczonym, ha fig. 2 linia' 4—4, fig. 5 wykres rezystancji, w sikali lo¬ garytmicznej, w funkcji temperatury w skali li¬ niowej, dla elementu grzejnego przetwoirnika elek¬ tromechanicznego, fig. 6 — wykres procentowego rozszerzenia objetosciowego w tfunkcji temperatury dla podlegajacego rozszerzalnosci cieplnej materialu uzytego w przetworniku elektromechanicznym, fig. 7 — przekrój) poprzeczny przetwornika w polozeniu spoczynkowym, fig. 8 — przekrój poprzeczny prze¬ twornika w stanie posrednim, gdy tlok osiagnal swój pelny skok, fig. 9 — przekrój poprzeczny przetwornika w stanie calkowitego uruchomienia, fig. 10 — przetwornik elektromechaniczny w prze¬ kroju z pokazaniem elementów regulacji dlugosci skoku tloka, fig. 11 — drugi wariant realizacji przykladu rozwiazania prcefiworinika w przekroju w stanie posrednim uruchomienia, gdy tlok osiag¬ nal swój skok, fig. 12 — przetwornik z fig. 11 po osiagnieciu stanu calkowitego uruchomienia, fig. 13 — przetwornik .osadzony na podporze, a fig. 14 — odmiane przykladu rozwiazania zamocowania przetwornika elektromechanicznego.Pokazany na fig. 1, fig. 2, fig. 3 i fig. 4 prze¬ twornik elektromechaniczny 10 ma zewnetrzna obu¬ dowe z elektrycznie izolujacego materialu, na przy- kladz zywicy fenolowej, utworzona z dwóch iden- 690 tycznych polówek 12 i 14, rozcietych wzdluznie i tworzacych wewnatrz komore 16 o ksztalcie cylin¬ drycznym. W kazdej polówce obudowy wykonane sa otwory 18 i 20, na nity laczace te polówki 12 i 14 ze soba. Kazda polówka obudowy ma kolek 22 wchodzacy w odpowiadajace .mu wglebienie 24 dru¬ giej polówki obudowy w celu zapewnienia wlasci¬ wego polozenia wzajemnego obu polówek obudowy.Wewnatrz komory 16 umieszczony jest tlok 26 io o ksztalcie walca, korzystnie odiany z tworzywa fenolowego'. Tlok 26 ma wystajacy na zewnatrz promieniowy kolnierz 28 na swym jednym konicu, przy czym obwód tego kolnierza jest dokladnie spa- sowany w komorze 16. Wokól tloka 26, pomiedzy kolnierzem 28 a scianka górna 32 obudowy umie¬ szczona jest sprezyna srubowa 30 tak, ze tlok 26 ma mozliwosc przesuwania sie wewnatrz komory z równoczesnym naprezeniem sprezyny 30. Tlok 26 ma drazek 34 o zmniejszonej srednicy, która tworzy pierscien 36 sluzacy do ograniczenia ruchu tloka 26 na zewnatrz przez oparcie sie o scianke . górna 32 obudowy. Drazek 34 tloka jest umieszczo¬ ny suwliwie w otworze 38 scianki górnej 32.W obudowie wykonane jest równiez cylindryczne wydrazenie 40, do którego powierzchnia dna 44 kolnierza 28 jest dociskana sprezyna 30. Sprezyna spycha zatem tlok 26 do wewnetrznego poloze¬ nia spoczynkowego, w którym kolnierz 28 opiera sie o cylindryczne wydrazenie 40 dzialajace jako. zderzak, natomiast ruch tloka 26 w kierunku na zewnatrz jest ograniczony przez pierscien 36 opie¬ rajacy sie o scianke górna 32, który stanowi dru¬ gi zderzak.Tlok 26 ma otwór 42 w powierzchni dna 44 oraz ma wystajacy do dolu drazek 46 w tym otworze.Glebokosc otworu 42 jest wybrana tak, ze jest wieksza niz dlugosc skoku tloka.Cylindryczna komora 48. jeslt wykonana z prze¬ wodzacego cieplo materialu takiego jak mosiadz, przy czym jej pierwsza czesc cylindryczna 50 jest polaczona z druga czescia cylindryczna 52 przez stozkowa czesc 54. Czesc cylindryczna 52 wchodzi w otwór 42 tloka 26 i jest korzystnie spasowana dokladnie ze scianka otworu 42 w celu utworze- 45 nia prowadnicy utrzymujacej czesci w ustawieniu wspólosiowym, aby uniknac bicia osiowego. Na wolnym koncu czesci 50 wykonany jest wystajacy na zewnatrz kolnierz 56 w celu ulatwienia zacis¬ kowego dolaczenia podstawy 58 w zagietym ele- 50 mencie 60. Podstawa 58 ma tuleje 62 z otworem przelotowym, która wchodzi wewnatrz w komore.W komorze 48 zawarty jest rozszerzajacy sie pod wplywem ciepla czynnik 64. W czesci cylindrycz¬ nej 52 umieszczona jest suwliwie glówka tlokowa 55 66, a w tuiefi 62 umaeszlczona jest draga glówka tlo¬ kowa 68. Glówki tlokowe 66 i 68 malja rowkli 70 i 72, w których umieszczone sa pierscienie uszczelniaja¬ ce 74 i 76. Pierscienie uszczelniajace 74 i 76 sa wy¬ konane ze stosunkowo elastycznego materialu po- 60 doibnego do gumy i nadajacego sie do ciaglej pra¬ cy w warunkach wysokiej temlperatury, na przyk¬ lad z elastomeru fluorowego.Druga srubowa sprezyna powrotna 78 jest umie¬ szczona pomiedzy zagietym elementem 60 czesci 65 50 a odsadzeniem 80 wykonanym w obudowie,'5 przy czyni sprezyna ta dociska komore 48 do dna obudowy, do przewodzacej cieplo plyty 82, Przez otwory wykonane w dnie 88 obudowy wy¬ stepuja koncówki 84 i 86. Koncówka 84, utworzona korzystnie przez wygiecie w bok plytki 90, jest osadzlona w obudowie dna 88, przy czym z plyta 90 polaczona jest plytka 92 z materialu o dodat¬ nim wspólczynniku temperaturowych zmian rezys¬ tancji. Plytka 92 ma na swych obu przeciwleglych powierzchniach czolowych metalizowane powierzch¬ nie stykowe, przy czym jedna z tych powierzchni jesit przylutowana do plyty 90 lub tez jest spojona z nia na przyklad za pomoca elektrycznie przewo¬ dzacej zywicy epoksydowej z domieszka srebra.Wyprowadzenie 86 rcia póflke 94. Pomiedzy druga powierzchnia czolowa plytki 92 a pólka 94 umie¬ szczona jest elektrycznie przewodzaca sprezyna stykowa 96.Plytka 92 wykonana korzystnie z materialu o do¬ datnim wspólczynniku temperaturowych zmian re¬ zystancji z szybkim narastaniem przy tempera¬ turach wyzszych tak, ze ma skutek pobudzania elektrycznego wystepuje automatyczna regulacja w zakresie zaprogramowanym. Przykladem odpo¬ wiedniego materialu jest póliprzewodzaca ceramika barowo-tytanowa domieszkowana lantanem, na przyklad Ba-997 La-003 Ti08. Na fig. 5 pokazano w skali logarytmicznej wykres 100 -rezystancji w funkcji temperatury dla plytki 92 w urzadzeniu wedlug wynalazku, chociaz moga byc wytorzys- tywane równiez inne zakresy temperatury. Nalezy zauwazyc, ze w temperaturajch ponizej temperatury wynoszacej ,w przyblizeniu 120°C i(393°K) rezys¬ tancja jest zasadniczo stala, -a powyzej tej temlpe- ratury rezystancja gwaltownie wzrasta o kilka rze¬ dów wielkosci. Gdy do pobudzenia plytki 92 za¬ stosuje sie odpowiednie napiecie temperatura tej plytki gwaltownie wzrasta az do osiagniecia punk¬ tu o temperaturze okolo 120°C (393°K), kiedy to rezystancja gwaltownie wzrasta i ogranicza do¬ plyw pradu i mocy do plyitki 92. Moc wejsciowa jest ograniczona az plytka 92 osiagnie stan równo¬ wagi cieplnej o temperaturze roboczej w przybli¬ zeniu 120°C (393°K). Jak okresla punkt Ts na krzy¬ wej 100. Chociaz zastosowanie konwencjonalnych grzejników nadaje sie do wykorzystania w reali¬ zacji wynalazku, to jednak korzystny jest grzejnik z materialu o dodatnim wspólczynniku temperatu¬ rowych zmian rezystancji poniewaz material taki jest szczególnie dobrze dostosowany do uzycia w termicznych urzadzeniach uruchamiajacych. Po¬ niewaz rozszerzenie sie czynnika rozszerzajacego sie cieplnie jest bezposrednio zalezne od tempera¬ tury tego czynnika, klorzysltne jest stosowalnie grzej¬ ników o wybranej, stalej, okreslonej temperatu¬ rze roboczej, a grzejniki z materialu o dodatnim wspólczynniku temperaturowych zmian rezystan¬ cji z gwaltownym skokiem maja te wlasciwosc.Przykladowo zmiany naciecia wejsciowego maja pomijalny wplyw na temperature robocza plytki z materialu o dodatnim wspólczynniku zmian tem¬ peraturowych rezystancji. Wzrost napiecia wejscio¬ wego poczatkowo p)owoduje wzrost mocy dostar¬ czanej do plytki na skutek czego pojawia sie nie¬ wielki wzrost temperatury roboczej, fetory powo- 7 690 6 duje wiekszy przyrost rezystancji, który z kolei powoduje zmniejszenie mocy wejsciowej -z pow¬ rotem do poczatkowego puriktu roboczego. Spadek napiecia wejsciowego poczatkowo powJoduje spa- dek mocy wejsciowej, na skutek czego pojawia sie niewielki spadek temperatury roboczej,*'*ktory powoduje wiekszy spadek rezystancji, który z ko¬ lei zmniejszenie mocy wejsciowej z powrotem do puinkfturoboczego. * n Zmiany temperatury otoczenia nie wiplywaija na temperature robocza plytki 92, pioniewaz tempera¬ tura 120°C (393°K) lezy znacznie powyzej tempe¬ ratury otoczenia. Poniewaz plyltka 92 przetwarza energie elektryczna na cieplo przez ogrzewanie 13 omoiwe mozna stosowac zródla prajdu stalego lub zródla pradu przemiennego'. Urzadzenie nie powo¬ duje zaklócen radiowych, poniewaz nie ma zad¬ nych styków lub innych czesci ruchomych.Jako czynnik podlegajacy rozszerzalnosci ter- micznej nadaje sie wiele materialów. Na fig. 6 pokazano krzywa 102 rozszerzalnosci objetoscio¬ wej w runkiOji temperatury dla jednego z takich materialów, którym jest parafina o waskim zakre¬ sie rozkladu ciezaru czasteczkowego. Material taki ma wspólczynnik rozszerzalnosci. objetosciowej, który jest znacznie wiekszy w zakresie przejscia z stanu stalegb do stanu cieklego niz wspólczynnik rozszerzalnosci stanu stalego lub stanu cieklego.Wlasciwosci rozszerzalnosci parafiny sa nieokre- slone i w rzeczywistosci zaleza od cisnienia. Ma¬ terial wybrany na czynnik 64 jest taki, ze jego temperatura przejscia w stain ciekly lezy powyzej najwyzszej temperatury otoczenia, wystepujacej podczas pracy przetwornika elektromechanicznego, poniewaz pozadane jest, by ruich tloka mial miej¬ sce podczas charakteryzujajcegor sie duzym wspól¬ czynnikiem rozszerzalnosci cieplnej przejscia mie- dzylfazowego tegb czynnika. Dla czynnika z fig. 6 zakres przejscia miedzytfazowego wynosi 80°CH-95oC 40 ^S^R-^S^), cojest szczególnie,korzystne w przy¬ padku plytki 92 o temjperaltjurze powyzej tego za¬ kresu, na przyklad w 120°C (3930,K).Dzialanie przetwornika elektromechanicznego 10 jest otpisane dokladniej na podstawie fig. 7, fig. 8 45 i fig. 9, które sa nieco uproszczone dla ulatwienia zrozumienia dzialania. Na fig. 7 pokazano urzadze¬ nie uruchamiajace 10 w stanie niepobudzonym, jak na fg. 4. Po pobudzeniu zródla ciepla 92 przez przylozenie don napiecia poprzez wyprowadzenie 84 50 i 86 temperatura plytki i z materialu o dodatnim wspólczynniku temperaturowych zmian rezystancji szybko osiaga swoja temperature robocza Ts (fig. 5) i cieplo jest przenoszone do podlegajacego rozsze¬ rzalnosci cieplnej czynnika 64 poprzez mosiezna 55 komore 48. Nalezy zauwazyc, ze tuleja 62, która wchodzi w komore zwieksza przenoszenie ciepla od zródla ciepla do czynnika 64. Gdy temperatura czynnika osiaga 80°C, (353°K) rozpoczyna sie przej¬ scie miedzyfazowe, które wypycha tlok 26 na ze- 60 wnatrz przeciwdzialajac sprezynie 30 az pierscien 36 tloka 26 oprze sie o scianke' 32 komory, ogra¬ niczajac przez to skok tloka jak pokazano na fig. 8. Czynnik 64 nadal sie jednak rozszerza i powo¬ duje oddzielenie komory 48 od zródla ciepla 9t 65 przeciw dzialaniu sprezyny 78, jak pokazano na fig.87 690 8 9. Aby to nastapilo, skuteczna powierzchnia tlo¬ kowa glówki tlokowej 68 jest wybrana tak, ze jest Wieksza niz skuteczna poiwierzchnia tlokowa glów¬ ki tlokowej 66: Wystepuje zatem sila naciskajaca na stozkowa czesc 54 i powodujaca odsunieoie 'ko¬ mory 48 od zródla ciepla i od plyty 82 (fig. 4), przy czyim sila ta zalezy od róznicy tych diwóch powierzchni. Jezeli koimbra jest juz oddzielona od zródla ciepla przekazywanie cieipla do czyanika 64 jest zmniejszone, chociaz plytka 92 ma nadal swa temperature robocza. Uzyskuje sie zatem równowa¬ ge miedzy cisnieniem w komorze a cieplem do¬ prowadzanym do czynnika 64. Im dalej komora oddala sie od zródla ciepla tym mniejsza ilosc cie¬ pla jest doprowadzana do czynnika 64. Chociaz oddalenie, pokazane na fig. 9, jest przesadzone dla celów ilustracyjnych, przy rzeczywistym dzia¬ laniu stwierdzono', ze równowaga ta zwykle wy¬ stepuje gdy oddalenie (szczelina powietrza) wy¬ niesie 0,79—il,00 mm. Uklad jest przewidziany dla ustalenia równowagi przy zwiekszonym doplywie ciepla do czynnika 64 w zakresie polowy rozsze¬ rzalnosci czynnika zastosowanego do poruszenia tloka 26. Cisnienie izostatyczne; które wyzwala ruch komory 48 zalezy jedynie od powierzchni glówek tlokowych 66 i 68 oraz od nacisku spre¬ zyny powrotnej 78. Kiedy urzadizemie uruchamiajace odtlajczy sde od zasalania komora 48 porusza sie z powrotem do styku z plyta wsporcza 82, a tlok 26 powraca nastepnie db polozenia wewnetrznego pokazanego na fig. 7, na skutek dzialania sily zwrotnej sprezyny 30.Widac zatem, ze jesli mala ilosc czynnika 64 jest stracona podczas obiegu, czynnik ten bedzie podgrzewal sde do nieco wyzszej temperatury za¬ nim tlok 26 ukonczy swój skok i rozpocznie sie wzrost cisnienia. Dzialanie na obciazenie zewnetrz¬ ne i dlugosc skoku tloka nie ulegaja zmianie przy stracie czynnika 64 z komory 48 az do uzupelnie¬ nia \go z rezerwy. Oznacza to, ze poczatkblwo prze- Ijworntik -elektromechaniczny 10 pracuje wdoflnelj po¬ lowie zakresu przejscia od stanu stalego do stanu cieklego (tfHlg. 6), a przy koncu swej zywotnosci pra- cuije w górnej polowie zakresu rozszerzalnosci stanu przeljsioioweigo przy temperaturze wyzszej o w przy- ldizandu 7°C (280PK).Inna korzysc uzyskiwana zastosowania przetwor¬ nika z tlokiem pierwotnym i tlokiem wtórnym po¬ lega na zabezpieczeniu przetwornika elektrome¬ chanicznego -przed uszkodzeniem spowodowanym obciazeniem zewnetrznym przekraczajacym ogra¬ niczenie konstrukcyjne. Gdyby zatem tlok 26 pod¬ czas swego ruchu napotkal statyczna sile nieru¬ choma cisnienie w komorze 48 wzrosnie powodujac oddzielenie komory 48 i osiagniecie stanu równo¬ wagi przy zmniejszonym doplywie ciepla. Gdyby nadmiiemna sila statyczna zostala usunieta, tlok 26 bedzie kontynuowal swój ruch na zewnatrz i ukonczy swój skok. Jest to przypadek normalny w pewnych zastosowaniach, na przyklad przy au¬ tomatycznym wyrzucaniu kostek lodu z tacy po wystarczajacym ogrzaniu elementów rozdzielaja¬ cych.Oddzielenie komory 48 od zródla ciepla umozli¬ wila równiez zastosowaniie plytka 92 o wyzsizej temperaturze niz byloby to mozliwe bez rozgrza¬ nia czynnika 64 do nadmiernie wysokiej tempera¬ tury, poniewaz doplyw ciepla do czynnika 64 jest ograniczony przez rozdzielenie, na skutek czego • ograniczony jest równiez wizrost temperatury tego czynnika.W pewnych zastosowaniach 'korzystny jest krót¬ szy skok tloka. Jak pokazano na fig. 10, mozna to dogodnie uzyskac przez dodanie jednego lub kilku p&enscdenli dystansowych 104 tak, ze przy okreslo¬ nej konstrukcji urzadzenia mozna uzyskac dowolny zadany skok az do skoku równego calej odleglosci pomiedzy pierscieniem 36 a sjcianka górna 32, gdy dno tloka opiera sie o cylindryczne wydrazenie 40 obudowy.Inny przyklad wykonania jest pokazany na fig. 11 i fig. 12, przy czym na fig. U pokazano prze¬ twornik elektromechaniczny bezposrednio po osiag- nieciu .przez tlok 26 polozenia pelnego wysuniecia, a ft(g. 12 przedstawia przetwornik elekltromechanliciz- ny w stanie pelnego wysunieclia tloka i w stanie równowagi. Pokazany przyklad wykonania jest szcze¬ gólnie uzyteczny tam gdzie potrzebny jest dluzszy czas ochladzania po odlaczeniu zasilania od prze¬ twornika elektromechanicznego. Przykladowo, jezeli przetwornik elektromechaniczny jest zastosowany do mechanizmu zamykajacego piec wysokotemperatu¬ rowy, na przyklad piec samoczyszczacy do pirolizy, so gdy potrzebne jest pewne opóznienie czasowe, aby umozliwic wystarczajajce ochlodzenie wnetrza pieca przed otworzeniem go, nawet jezeli wystepuje przy tym strata energii elektrycznej. Jak pokazano na fig. 11, przetwornik elekltromechaniczny 110 ma 3B zmodyfikowana komore 112 czynnika podlegajace¬ go rozszerzalnosci cieplnej. Komora 112 jest zamo¬ cowana w obudowie i ma ruchoma glówke tlokowa 114, która jest dociskana do gniazda 116 sprezyna 118. inne czesci tego przetwornika elektamiecha- 40 nicznego sa identyczne jak czesci przetwornika elektromechanicznego 10, a dzialanie przetwornika jest takie samo za wyjatkiem tego, ze zamiast po¬ wodowania równowaigi za pomoca zmniejszenia przenoszenia ciepla przez rozdzielenie komory od 45 zródla ciepla; umozliwiony jest wzrost objetoM tej komory przez obnizenie polozenia glówki tlokowej 114 przeciwdzialajac sprezynie 118, jak pokazano na fig. 12. Temperatura podlegajacego' rozszerzal¬ nosci cieplnej czynnika bedzie zatem utrzymywana na wyzszym poziomie nawet po odlaczeniu zasila¬ nia od przetwornika elektromechanicznego na skutek bezposredniego sprzezenia cieplnego ze zródlem ciepla podczas calego- cyMu roboczego.Ten przyklad wykonania jest szczególnie uzy- 55 teczfty, gdy przetwoirnik elektromechaniczny ma byc stosowany w warunkach wyjatkowo wy¬ sokiej temperatury otoczenia, na przyklad w komo¬ rze silnikowej pojazdu samochodowego. Wglebie¬ nie glówki tlokowej 114 zwiejksza objetosc dostepna 60 dla rozszerzajacej sie parafiny znacznie bardziej niz w poprzednim przyklaldzie wytonania, gdzie . wzrost objetosci w tulei 62 jest czesciowo kom¬ pensowany przez spadek objetosci w tulei 52. Po¬ nadto, w przypadku koniecznoslci zwiekszenia pó- 69 jemnosci dla rozszerzajacej sie parafiny mozna9 87 690 zwiekszyc srednice tujei 52, a zatem równiez jej otwór.Przetwornik elektromechaniczny wedlug wyna¬ lazku mozna zamontowac kilkoma korzystnymi spo^ soibami. Przykladowo na fig. 13 pokazano przetwór- * nik elektromechaniczny 10 na podporze 130. Na ob¬ wodzie obudowy przetwornika dektromechanicz- nego wykonane sa rowki 132 rozdzielone polarni 134, przy czym rowki te sa przeznaczone do umiesz¬ czenia w nich pierscieni mocujacych 136. Odleglosc io na jaka przetwornik elefótromeichairiiiczny wystaje przez pod^pore 130 moze byc zatem regulowane przez umieszczenie przetwornika elekitromeehanilcznego;tak, by dowolne pole 134 lezalo pod podipora 130.[Ewentualnie przetwornik elektromechaniczny 10 mo- 10 ze byc umieszczony w otworze wspornika 138, jak po¬ kazano na fig. 14, przy czym odsadzenie 140 obudo¬ wy jest docisniete do wspornika 138, a przetwornik elektromechaniczny jest unieruchomiony za pomoca pierscienia 'dociskowego142. 20 PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Przetwornik elektromechaniczny z elementem grzejnym zawieracacy obudowe z wglebieniem two¬ rzacym komory pierwsza i druga, stanowiace zród- lo zasilania na skutek rozszerzalnosci zawartego w jednej z kotmór medium, zwiekszajacego obje¬ tosc przy wzroscie teanlpetatury, oddzialujacego na pierwszy element tlokowy osadzony przesuwnie w obudowie, który jest sprzezony z zespolem wytwarzajacym cisnienie, powodujace przemieszcza¬ nie tloka do przodu i do tylu na slkuteK rozpreza¬ nia medium, znamienny tym, ze drugi segment tlo- . kowy jest umieszczony w obudowie i jest ruchomy wzgledem komory (48), przy czym elementy sprze¬ gajace drugi czlon tlokoWy z drugim Obszarem powstawania sily w komorze (48) powoduja ruch drugiego tloka wzgledem tej komory na skutek dalszego rozszerzania sie czynnika (64), a ruch i dzialanie sily na drugi segment tlokowy wyste¬ puje tylko przy okreslonej wairftosci sily parcia na pierwszy segment tlokowy.

2. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze drugi obszar powstawania sily w komorze (48) jest utworzony przez element z otworem, a drugi segment tlokowy umieszczony jest przesuwnie w tym otworze i eleimeht spychajacy ten segment tlokowy w kierunku do czynnika podlegajacego rozszerzalnosci cieplnej, przy czym element spy¬ chajacy przyklada okreslona sile do drugiego seg¬ mentu tlokowego, na skutek czego trwajace nadal M rozszerzenie cieplne czynnika (64), po przemieszcze¬ niu pierwsizego tloka (26) do polozenia zewnetrzne¬ go, powoduje ruch drugiego segmentu tlokowego w kierunku od czynnika (64) w celu zwiekszenia skutecznej objetosci komory(48). M

3. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze drugi olbszar powstawania sily komory (48) two¬ rzy element z otworem, a drugi segment tlokowy umieszczony jest w otworze, oraz elementy ograni¬ czaj ajce ruch drugiego segmentu tlokowego' w kie- 60 runku od -czynnika (64), przy czyim powierzchnia skuteczna drugiego ojbszaru powstawania sily jest wieksza niz powierzchnia skuteczna pierwszego db- 'szaru powstawania sily, przez komore (48) umie¬ szczona przesuwnie wewnatrz wydrazenia (16) i ele- w ment przesuwajacy te komore w.kierunku równo¬ leglym do osi oitworu, paszy czym te elementy prze¬ suwajace przykladaja okreslona sile do komory, przewyzszajaca uprzednio okreslona sile, zastoso¬ wana dk poruszenia pierwszego segmentu tloko¬ wego z póllezenia wewnetrznego do polozenia zew¬ netrznego, przy czym dalsze rozszerzalnie ciepflme czynnika (64) po przemieszczeniu pierwszego tloka do polozenia, zewnetrznego powoduje rujch komory (48) wzglejdem obudowy.

4. Przetwornik wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zródlo ciepla (92) jest umieszczone w obudowie, a element spychajacy wywiera na komore (48) sile dazaca db utrzymania tej komory w bezposrednim styku cieplnym ze zródlem ciepla, komory spowodowany przez dalsze rozszerzenie sie czynnika (64), po przemieszczeniu pierwszego segmentu tlokbwego (26) do polozenia zewnejtrzne- go, zmniejsza ilosc ciepla odbierana przez czynnik (64) w komorze (48) tak, ze uzyskuje sie stan rów¬ nowagi potmiejdzy doplywem ciepla do czynnika a cisnieniem wywieranym przez ten czynnik.

5. Przetwornik wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze zródlem ciepla jest plytka (92) z materialu o dodatnim wspólcizynnitou zmian temperaturowych rezystancji.

6. Przetwornik wedlug zasitrz. 5, znamienny tym, ze czynnik (64) jest w zakresie temperatury przej¬ scia od stanu stalego do stanu cieklego, a stanowia¬ ca zródlo ciepla plytka (92) ma Temperature, po¬ wyzej-której plytka ita ma bardzo sfaroma charakte¬ rystyke rezystancji w funlkoji temperatury, przy czym ta temperatura jest wyzsza niz temperatura przejscia z stanu stalego do stanu cieklego w czyn¬ niku <64) podlegajacym rozszerzaniu przy wzroscie temperatury. 7. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze druga sprezyna powrotna (78) sluzy do cofania drugiego segmentu tlokowego w kierunku do wne¬ trza komory (48), a ponadto urzadzenie zawiera elementy ograniczajace ruch drugiego segmentu tlokowego w kierunku do wewnafrz. 8. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze komora (48) ma zasaldniczo cylindryczna czesc korpusowa* pierwsza czesc tulejowa wydluzona o zmniejszonej srednicy (52) oraz posrednia czesc stozkowa (54), laczaca kraniec czesci korpusowej z pierwsza czescia tulejowa i dnem (88), zaopatrzo¬ na w otwór usytuowany przy drugim krancu czesci korpusowej, przy czym dno (88) ma druga czesc tulejowa wydluzona (62), ,poiaczona z otworem w dnie (88) i wychodzaca do wnetrza komory (48), ponadto pierwsza czesc tulejowa okresla pierwszy otwór, a druga czesc tullejowa ogranicza drugi otwór. 9. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierwsza glowkia tlokowa (66) jest umieszczona w pierwszym otworze, a druga glówka tlokowa (68) jest umieszczona w drugim otworze, przy czym obie glówki tlokowe sa zaopatrzone w rowki (70, 72), w które sa wlozone pierscienie uszczelniajace (74, 76), ciasno wpasowane miedzy glówki tlokowe i powierzchnie ograniczajace odncJbe otwory. 10. Przetwornik wedlug zasitrz. 8, znamienny tym, ze komora jest umieszczona przesuwnie w wydra-11 87 690 12 zeniu obudowy i ma odstajacy na zewnatrz kol¬ nierz pierscieniowy, a w obudowie wykonana jest pólka, oraz druga sprezyna powrotna jest sprezyna spiralna usytuowana .pomiedzy pierscieniowyni kol¬ nierzem komory a pólka obudowy, a ponadto za¬ stosowane sa elementy do ograniczenia ruchu dru¬ giego segmentu tlokowego w kierunku na zewnatrz. lii. Przetwornik wedlug zastaz. 10, znamienny tym, ze pierwszy i drugi otwór sa w ksztalcie ko¬ lowym, a srednica drugiego otworu jest wieksza niz srednica pierwszego otworu. 12. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze elektryczny grzejnik rezysltancyjny stanowi plyt¬ ka z materialu o dodatnim wspólczynniku tempe¬ raturowych zmian rezystancji. 13. Przetwornik wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze plytka (92) jest wykonana z tytanianu baru z domieszka lantanowcóiw, przy czym obie przeciw¬ legle powierzchnie plytki sa metalizowane. 14. Przetwornik wedlug zastrz. 13, znamienny tym,, ze zawieira pierwsze i drugie wprowadzenie przechodzace z zewnatrz obudowy do wnetrza wy¬ drazenia obudowy, przy czym pierwsze wyprowa¬ dzenie ma powierzchnie przechodzaca bocznie po¬ przez wydrazenie, a drugie wyprowadzenie ma usytuowana bocznie wewnatrz wydrazenia pólke, zas -jedna powierzchnia plytki (92) jest spojona z rozciagajaca sie bocznie powierzchnia pierwszego zacisku, natomiast pbmiejdzy druga powierzchnia tej plytki a pólka drugiego zacisku usytuowana jest elektrycznie przewodzaca sprezyna zapewniajaca polaczenie elektryczne pomiedzy tymi dwoma ele¬ mentami. 20 30 33 15. Przetwornik wedlug zastrz. 14, znamienny tym, ze komora (48) ma dno (88), w którym jest usytuowane pierwsze wypirowadzenie, o rozciaga¬ jacej sie bocznie powierzchni, w obszarze oddzialy¬ wania cieplnego z ta powierzchnia; 16. Przetwornik wedlug zasttrz. 15, znamienny tym,, ze pomiejdzy rozciagajaca sie- bocznie po¬ wierzchnia pierwszego wyprowadzenia a dnem komory usytuowana jest przewodzaca cieplo plytka zapewniajaca równomierny rozklad sil.. 17. Przetwornik weldlug zaistrz. 1, znamienny tym, ze pierwszy segmenlt tllokowy ma drazek (34), który przechodzi przez otwór wykonany w sciance górnej obudowy (38), a ponadto ten segment tloko¬ wy ma odsadzenie przystosowane do opierania sie o wewnetrzna powierzchnie zderzakowa scianki górnej w celu ograniczenia ruichu tego segmentu tlokowego w kierunku na zewnatrz, przy czym w wydrazeniu obudowy wykonana jest pólka zde¬ rzakowa, a tlok ma powierzchnie przystosowana do opierania sie o te pólke zderzakoWa w celu ograniczenia ruchu segmentu tlokowego w kierunku do wewnatrz, na skutek czego skok tloka jest do¬ kladnie okreslony odsteipem pomiedzy wymienio¬ nymi dwoma zderzakami. 18. Przetwornik wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze zawiera elemenlt dystansowy osadzony na drazku (34) pierwszego segmentu tlokowego w celu skrócenia skoku tloka. 19. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obudowa ma zasadniczo ksztalt cylindryczny i ma wiele pól i rowków, przy czym roWkj sa przeznaczone do umieszczenia w nich pierscieni za¬ ciskowych przeznaczonych do osadzenia urzadzenia: w zadanym polozeniu. ( jfy i. *4y. .Z.87 690 a fig-300A 100J U . ZO 50 80 no UC &€&.4* ftp. 6, 48 T 1 ^^r^E^kj P<$.

7. S^-^JL Jtóf.8. /34 -&481 judc^y—; fty*9*87 690 tSjJk-L?1— Ity. JO. no r ~/34 4 ~ZJZ^~\ m_m_j7i_j^i_^J ^*/32 ^ J*cp. ii. /J6V| UfJ r / /k^* /2* ¦A36 W0 ^1 86 L 34 -130 &?.13. yJ3Z x / LZG Z-d Nr 2 — 1842/76 120 egz. A4 Cena 10 zl PL