Термопривід клапана трубопроводу

Термопривід клапана трубопроводу, що містить силовий елемент із сплаву з ефектом пам'яті форми, який відрізняється тим, що в конструкцію введено термочутливий елемент безпосереднього 3 17994 4 ханізму. Але надпружність виявляється тільки у ною магнітною віткою з постійним магнітним оподеяких сплавів. ром "А" та віткою із змінним опором "Б", первинної Найяскравіша ця якість у сплаві нікеля з титаобмотки 2, рухомого елемента 3, що діє на клапан, ном - нітинолі. Вироби зі сплаву нагрівають для немагнітної вставки 5 рухомого елемента, підшиппереходу у високотемпературну модифікацію і в ника 4. Короткозамкнена вторинна обмотка місцьому стані їм надають визначену форму. Потім тить термочутливий елемент із матеріалу з ЕПФ 9, сплав охолоджується нижче критичної температупружини 7, контактні шайби 6 і 8. ри і переходить в іншу, низькотемпературну фазу. Магнітопровод має дві вторинні паралельні Таке перетворення нагадує термопружне мартенмагнітні вітки. Одна вітка "Б" виконана із змінним ситне перетворення. Якщо виріб із сплаву в мармагнітним опором по координаті переміщення витенситному стані піддати повторній пластичній конавчого органа, а друга "А" із постійним магнітдеформації (допускається ступінь деформації до ним опором. 6% і більше), а потім його нагріти, переводячи Привод працює таким чином. При подачі назнову у високотемпературну модифікацію, то запруги на первинну обмотку 2 трансформатора, по вдяки зворотному мартенситному перетворенню ній буде проходити струм, який в магнітопроводі 1 він прийме свою первинну форму, що була надана індукує змінний магнітний потік Ф, що практично йому при першій деформації у стані високотемпедорівнює сумі потоків паралельних вторинних віратурної модифікації. ток "А" та "Б". Потік зчеплення в короткозамкненій Для порівняння подібних матеріалів наведемо вторинній обмотці індукує струм. Величина цього основні характеристики нітинола-55 (55% Ni) : ніструму значно більша первинного струму, що і тинол-55 має температуру плавлення 1292°С, мадозволяє пряме нагрівання термоелемента 9. гнітну проникність менше 1,002, межа міцності 870 Термоелемент спрацьовує, переміщує рухомий Н/мм2, межа витривалості на базі 107 циклів 490 елемент 3, який, в свою чергу, діє на клапан із Η/мм2. значним зусиллям. При нагріванні в процесі зворотного мартенсиВ перший момент підключення магнітний потік тного перетворення сплав різко зміцнюється. Це вторинної обмотки буде замикатися через підшиппроявляється в збільшенні модуля пружності в 3-4 ник 4, ферромагнітний елемент 3, стержень "Б" магнітопровода і далі по магнітопроводу. Магнітрази до 8,4 104 Н/мм2 та межі текучості в 6-7 разів ний опір цієї вітки вибирається меншим, ніж опір до 630 Н/мм2. Нітинол-55 після деформації у марвітки "А", тому на початку Ф2>Φ1. При поновленні тенситному стані на 6-8% завжди дає 100% верформи термоелементом в магнітну вітку буде вветання. Деформація матеріалу вище 8% дає до дена вставка 5, потік Ф2 зменшиться до необхідної 80% вертання, що в більшості випадків задовольвеличини, зумовленої допустимим вторинним няє вимогам при застосуванні. струмом , тобто допустимим нагріванням матеріаВертання до вихідної форми відбувається у лу. Значна частина потоку буде замикатися через дві стадії: пружне вертання, що складає біля 20% вітку "А", чим досягається автоматичне безконтакзаданої деформації, та термопластичне вертання, тне регулювання споживання електроенергії і доколи знищуються залишки 80% вертання дефорпустиме нагрівання в режимі утримання привода в мації. У проволоці діаметром 0,4-0,5мм, попередробочому стані. ньо деформованій на 8%, у процесі вертання геПри знятті напруги з первинної обмотки, струм нерується напруга до 600 Н/мм2. При цьому може в термоелементі зникає, термоелемент охолоджувиконуватися значна механічна робота на одиниється і, коли його температура досягає точки почацю маси сплаву. тку прямого мартенситного перетворення і він Змінюючи в сплаві вміст титану та нікеля і, довтрачає пружність, пружини 7 повертають термоедаючи легуючі присадки, можна впливати на темлемент 9 та рухомий елемент 3 у вихідний стан, пературу фазового перетворення в межах від 110 що дозволяє клапану переміститися у зворотному до 600° К [2]. напрямі. Привод підготовлений до другого робочоЕфект пам'яті форми виявлено також у сплаго циклу. вах Cu-Al-Ni з 12-16% Αl, 0-10% Ni; Al-Fe-Cu з 12Коефіцієнт корисної дії силового елемента 16,5% Αl, 0,5-3,9% Fe, інше Сu; Cu-Al-Μn. Ці матеріали також характеризуються здатністю у вузькоln(1 ) 1 1 му температурному інтервалі ±10° К переходити з Cp T0 1 одного фазного стану (пластичного) в інший фазT0 Q ний стан (надпружний) і навпаки. Температура де - відносна лінійна деформація силового фазового перетворення визначається складом елемента, сплавів та їх термообробкою. Завдяки тому що нітинол має значну ударну Q -прихована теплота мартенситного перетв'язкість, високу межу витривалості, легко кується, ворення, добре демпфує вібрацію, не кородує навіть у морT0 , T0 - відповідно температура термодинаській воді, не окислюється при нагріванні до теммічної рівноваги та її зміщення, викликане зовнішператури 880° К, не розтріскується під напругою та нім навантаженням. немагнітний, із цього матеріалу можна виконувати Cp - теплоємкість матеріалу з ЕПФ, силовий елемент привода. Технічна суть запропонованого термопривіда Привод забезпечує зусилля в сотні н’ютонів і пояснюється кресленням, на якому зображено: хід штока в десятки сантиметрів і може використоФіг.1 - конструкція привода, розріз. вуватися на задвижках трубопроводів. Оскільки Привод містить магнітопровод 1 з паралельрегулювання струму відбувається шляхом зміни 5 17994 6 магнітного потоку, в приводі відсутні контактні вибухонебезпечних приміщеннях. Привод нечутелементи, а це дозволяє використовувати його у ливий до підвищеної вологості приміщення. Комп’ютерна верстка Л. Купенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601