Автоматическое устройство для открывания окон
Полезная модель относится к автоматическим устройствам для открывания окон в помещениях с регулируемым тепловым режимом. Технический результат достигается тем, что автоматическое устройство для открывания окон содержит кронштейн и термочувствительный элемент, выполненный из материала, обладающего эффектом памяти формы, при этом устройство выполнено в виде двух рычагов шарнирно соединенных между собой, причем один из них выполнен длиннее другого, на свободных концах рычагов шарнирно закреплены кронштейны для крепления устройства к форточке и раме, на коротком рычаге, ближе к месту шарнирного соединения рычагов, расположен шарнир для крепления одного конца возвратной пружины внутри устройства, а также для крепления снаружи, на обеих сторонах шарнира одного конца проволоки, выполненной из материала с эффектом памяти формы, другой конец возвратной пружины зацеплен за шарнир кронштейна длинного рычага, при этом конец проволоки в шарнире расположен в отверстии соответствующего диаметра на обеих концах шарнира перпендикулярно его оси вращения и зафиксирован болтом другой конец проволоки закреплен в аналогичном шарнире, расположенным на длинном рычаге в одном из трех отверстий, предназначенных для регулирования высоты открывания форточки. Проволока с эффектом памяти выполнена в виде дугообразного изгиба. Описанное устройство позволяет снизить его себестоимость, за счет применения малого количества никелида титана (материал с эффектом памяти формы - удельный вес 6,45 г/см3), упростить конструкцию и повысить ее универсальность (может применяться к любому типу форточки), а так же упростить монтаж и повысить коррозийную стойкость силовых элементов.
Полезная модель относится к автоматическим устройствам для открывания окон в помещениях с регулируемым тепловым режимом.
Известна терморегулируемая теплица (авт. св. N 1477324, кл. А01G 9/24, опубл. Б. N 17, 1989 г). Теплица включает поворотную раму, шарнирно закрепленную на каркасе, и привод поворота рамы. Привод поворота выполнен в виде телескопически расположенных гильз разного диаметра из теплопроводного материала с отверстиями в днищах и стенках. Между днищами гильз размещены пружины, изготовленные из материала с памятью формы и имеющие различные температуры восстановления формы. Привод поворота рамы установлен на основании и соединен с рамой посредством тяги и шарнира. При этом в гильзе наибольшего диаметра размещена пружина, имеющая наименьшую среди всех пружин температуру восстановления формы. Остальные пружины имеют последовательно увеличивающуюся температуру восстановления формы. При повышении температуры в теплице прогреваются гильзы и пружины. Пружина, имеющая наименьшую температуру восстановления формы, распрямляется и тягой частично открывает поворотную раму теплицы. Дальнейшее повышение температуры в теплице вызывает последовательное распрямление пружин и дальнейшее открывание рамы. Как видно устройство обеспечивает плавную регулировку температурного режима в теплице. Однако это достигается за счет усложнения конструкции (наличие в ней 2-х самостоятельных элементов: датчика температуры, выполненного в виде гильз из теплопроводного материала, между которыми размещены пружины, изготовленные из материала с памятью формы, и механического привода поворота рамы, установленного автономно (посредством тяги и шарнира).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство по а.с. 1218997, Кл. А01G 9/20, содержащее каркас с шарнирно закрепленной не нем рамой и привод поворота рамы, при этом каркас снабжен несколькими направляющими, в одной из которых расположен переставной опорный кронштейн, а привод поворота рамы выполнен в виде изогнутых пластин из материала, обладающего эффектом памяти формы, и закрепленных одним концом на раме с возможностью взаимодействия другим концом с опорным кронштейном, причем изогнутые пластины имеют различную температуру восстановления формы.
Недостатком прототипа является сложность конструкции, высокая себестоимость за счет использования изогнутых пластин, обладающих эффектом памяти, а также применение устройства только для теплиц.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является упрощение конструкции, что позволяет повысить универсальность ее применения.
Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности.
Технический результат достигается тем, что автоматическое устройство для открывания окон содержит кронштейн и термочувствительный элемент, выполненный из материала, обладающего эффектом памяти формы, при этом устройство выполнено в виде двух рычагов шарнирно соединенных между собой, причем один из них выполнен длиннее другого, на свободных концах рычагов шарнирно закреплены кронштейны для крепления устройства к форточке и раме, на коротком рычаге, ближе к месту шарнирного соединения рычагов, расположен шарнир для крепления одного конца возвратной пружины внутри устройства, а также для крепления снаружи, на обеих сторонах шарнира одного конца проволоки, выполненной из материала с эффектом памяти формы, другой конец возвратной пружины зацеплен за шарнир кронштейна длинного рычага, при этом конец проволоки в шарнире расположен в отверстии соответствующего диаметра на обеих концах шарнира перпендикулярно его оси вращения и зафиксирован болтом, входящим по центру оси вращения шарнира до отверстия с расположенной в нем проволокой, тем самым зажимая конец проволоки в отверти (фиг.3), другой конец проволоки закреплен в аналогичном шарнире, расположенным на длинном рычаге в одном из трех отверстий, предназначенных для регулирования высоты открывания форточки. Проволока с эффектом памяти выполнена в виде дугообразного изгиба.
На фиг.1 показан общий вид устройства.
На фиг.2 показаны узел крепления силового элемента и возвратной пружины.
На фиг.3 показан узел крепления силового элемента в шарнире.
Устройство содержит кронштейн крепления устройства к форточке 1, кронштейн крепления устройства к раме 2, короткий рычаг (рычаг) 3, длинный рычаг 4, возвратную пружину 5, силовой элемент в виде проволоки, с из металла с эффектом памяти формы 6, дополнительные отверстия для регулирования высоты открывания форточки и нагрузки 7, шарнир соединения рычагов 8, шарнир для крепления одного конца силового элемента и возвратной пружины 9, шарнир для крепления другого конца силового элемента 10, шарнир кронштейна рабочего рычага 11, шарнир кронштейна длинного рычага 12.
Устройство работает следующим образом.
При заданной температуре внутри помещения (16-25°С), например теплице, устройство находится в сложенном состоянии, тем самым удерживая форточку в закрытом состоянии при помощи возвратной пружины 5, а проволока с эффектом памяти формы 6 находится в мягком состоянии (состояние прямого мартенситного превращения). При достижении в помещении максимально допустимой температуры, равной температуре обратного мартенситного превращения (25-27°С) в изогнутой проволоке генерируются напряжения возврата за счет эффекта памяти, достигающие 50-60 кг/мм2. При этом силовой элемент - проволока с эффектом памяти формы 6, расположенная по обе стороны шарниров, преодолевая воздействие возвратной пружины и вес форточки посредством короткого рычага 3 открывает форточку, после чего происходит проветривание помещения. Изначально проволока 6 имеет заданную форму в виде небольшого дугообразного изгиба, что обеспечивает правильное направление деформации при прямом мартенситном превращении (16-17°С) т.е. ее изгибание при закрывании, тем самым обеспечивая минимальный процент деформации, что очень важно, так как более 8% деформации полностью не восстанавливается.
При понижении температуры в помещении до минимально допустимой, соответствующей температуре прямого мартенситного превращения, в силовом элементе происходят структурные превращения, в результате чего предел текучести и модуль упругости понижаются в 3-4 раза. При этом воздействие возвратной пружины 5 деформирует проволоку с эффектом памяти формы, закрывает форточку и удерживает ее в закрытом положении. А за счет шарниров, на которых зафиксирована проволока, она деформируется в форму кольца, тем самым обеспечивая минимальный процент деформации. Таким образом, указанные конструктивные элементы (сечение проволоки с эффектом памяти формы, усилие воздействия возвратной пружины) должны быть подобраны так, чтобы обеспечивалась работа силовых элементов в колебательном режиме при требуемых нагрузках. Требуемая температура прямого и обратного мартенситного превращения закладывается при производстве металла с эффектом памяти формы, которым, в данном случае, является TiNi-никелид титана. При современном уровне промышленного производства никелида титана температура проявления эффекта памяти программируется с помощью изменения химического состава и предварительной термической обработки.
Описанное устройство позволяет снизить его себестоимость, за счет применения малого количества никелида титана (материал с эффектом памяти формы - удельный вес 6,45 г/см3), упростить конструкцию и повысить ее универсальность (может применяться к любому типу форточки), а так же упростить монтаж и повысить коррозийную стойкость силовых элементов.
1. Автоматическое устройство для открывания окон, содержащее кронштейн и термочувствительный элемент, выполненный из материала, обладающего эффектом памяти формы, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде двух рычагов, шарнирно соединенных между собой, причем один из них выполнен длиннее другого, на свободных концах рычагов шарнирно закреплены кронштейны для крепления устройства к форточке и раме, на коротком рычаге ближе к месту шарнирного соединения рычагов расположен шарнир для крепления одного конца возвратной пружины внутри устройства, а также для крепления снаружи на обеих сторонах шарнира одного конца проволоки, выполненной из материала с эффектом памяти формы, другой конец возвратной пружины зацеплен за шарнир кронштейна длинного рычага, при этом конец проволоки в шарнире расположен в отверстии соответствующего диаметра на обеих концах шарнира перпендикулярно его оси вращения и зафиксирован болтом, входящим перпендикулярно в отверстие с проволокой, другой конец проволоки закреплен в аналогичном шарнире, расположенным на длинном рычаге в одном из трех отверстий, предназначенных для регулирования высоты открывания форточки.
2. Автоматическое устройство для открывания окон по п.1, отличающееся тем, что проволока с эффектом памяти выполнена в виде дугообразного изгиба.
