сигнализатор температуры

Формула изобретения

Сигнализатор температуры, содержащий расположенные в корпусе под крышкой подпружиненный поршень, термочувствительный элемент, установленный на поршне толкатель и размещенную между крышкой и поршнем сигнальную ленту, отличающийся тем, что термочувствительный элемент выполнен из сплава с эффектом памяти формы в виде пружины, подпружинивающей поршень, причем дополнительно установленная контрпружина жестко закреплена одним концом на поршне, а другим на основании корпуса и совместно с подпружиненным поршнем образует систему, осевая силовая результирующая которой по отношению к поршню зависит от температуры окружающей среды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано в области защиты объектов от перегрева (переохлаждения), в том числе для решения общей задачи мониторинга окружающей среды.

Известно устройство для контроля температуры буксового узла вагона, содержащее расположенные в корпусе под крышкой поршень, фиксируемый термочувствительным элементом, установленный на поршень толкатель с планшайбой, а между крышкой корпуса и планшайбой размещена сигнальная лента (а.с. СССР 3640144, кл. G 01 K 11/06).

В устройстве при повышении температуры выше заданной происходит расплавление термочувствительного элемента, что приводит к срабатыванию устройства. Однако после каждого срабатывания необходимо удалить из внутренней полости корпуса остатки плавкого термочувствительного элемента и заменять его новым. Это требует разборки устройства.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков того же назначения является устройство для контроля температуры буксового узла вагона (а.с. 1060956, СССР, кл. G 01 К 5/62).

Устройство содержит размещенный в корпусе подпружиненный поршень с установленным на нем толкателем, сигнальную ленту, термочувствительный элемент в виде пластины со стопорными кулачками на свободных концах.

При повышении температуры биметаллическая пластина вследствие дилатометрического эффекта изгибается и при температуре, превышающей заданную, устройство срабатывает, выбрасывая из корпуса сигнальную ленту. Для повторного использования устройства необходимо после остывания нажать на толкатель.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и узкая область применения из-за ограниченной автономности действия.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей устройства и обеспечение автономности его работы.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, достигается тем, что, как и в известном устройстве, предлагаемый сигнализатор температуры содержит снабженный крышкой корпус, внутри которого размещен подпружиненный поршень, термочувствительный элемент, при этом на поршне установлен толкатель, а между крышкой корпуса и поршнем размещена сигнальная лента.

В отличие от известного устройства в предлагаемом сигнализаторе температуры термочувствительный элемент выполнен из сплава с эффектом памяти формы в виде пружины, подпирающей поршень, а дополнительно установленная контрпружина жестко закреплена одним концом на поршне, а другим - на основании корпуса и совместно с подпружиненным поршнем образует систему, осевая, силовая результирующая которой по отношению к поршню зависит от температуры окружающей среды.

Реализация поставленной задачи основана на свойствах металла с памятью формы, заключающихся в данном случае в том, что элемент, выполненный из этого металла, может работать как термопривод. При этом усилия возникают вследствие изменения формы элемента, обусловленные обратимым аллотропным превращением: при понижении температуры кристаллы новой фазы, если к элементу приложена постоянная направленная сила, растут ориентированно, что приводит к макроскопической деформации элемента; при повышении температуры происходит обратный фазовый переход, сопровождающийся возвратом накопленной (при прямом превращении) деформации и этот процесс может циклически повторяться большое число раз с совершением полезной работы.

Проведенный анализ уровня техники показывает, что заявляемый сигнализатор температуры отличается формой термочувствительного элемента и материалом, из которого он выполнен, а также наличием контрпружины.

Таким образом, сигнализатор температуры соответствует критерию "новизна".

Анализ заявляемого решения по сравнению не только с прототипом, но и другими техническими решениями показал, что оно для специалиста не следует явным образом из уровня техники. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображен сигнализатор температуры.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем. Сигнализатор температуры содержит корпус 1, поршень 2, сигнальную ленту 3, термочувствительный элемент в виде подпружинивающей поршень пружины (сжата) 4, контрпружину (растянута) 5, крышку 6, толкатель 7.

Устройство работает следующим образом. При нормальной температуре соотношение жестокостей пружин 4 и 5 таково, что поршень 2, с которым они составляют единую систему, находится в исходном положении, под крышкой 6.

При этом усилия обеих пружин направлены в противоположные стороны: пружина 4 находится в сжатом состоянии, а контрпружина 5 - в растянутом. При увеличении температуры до критической пружина 4, выполненная из металла с эффектом памяти формы, вследствие протекания в ней аллотропических превращений изменяет свою геометрию, распрямляется, преодолевая силу сопротивления контрпружины 5, перемещает толкатель 7, который открывает крышку 6 и выталкивает наружу сигнальную ленту 3 из корпуса 1.

Появление ленты в поле зрения наблюдателя сигнализирует о достижении определенной критической температуры на данном объекте.

При изменении условии на наблюдаемом объекте и достижения в нем нормальной температуры пружина 4 вследствие обратного хода эффекта памяти формы (приводящего к уменьшению ее коэффициента жесткости) и под действием контрпружины 5 возвращается в исходное положение, а поршень 2 с толкателем 7 и сигнальной лентой 3 уходят под крышку 6 корпуса 1. Отсутствие сигнальной ленты в поле зрения наблюдения означает нормализацию температурного параметра объекта.

Предлагаемый сигнализатор температуры обладает простой и надежной конструкцией.

Термочувствительный элемент может быть изготовлен из никелида титана с соотношением компонент сплава, обеспечивающим необходимый для конкретного объекта диапазон регистрируемых температур, что расширяет область применения данного устройства.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что сигнализатор температур предназначен для использования в промышленности, а именно в области мониторинга окружающей среды.