устройство для регулирования температуры в теплице

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ТЕПЛИЦЕ, включающее тягу и термочувствительный узел, содержащий направляющую и гибкий элемент, одним концом связанный с тягой, а другим - с направляющей, вдоль которого под гибким элементом установлена пластина из материала с большим коэффициентом теплового расширения, чем материал направляющей, а на обоих концах пластины расположены упоры, один из которых выполнен подвижным относительно направляющей, отличающееся тем, что, с целью увеличения хода тяги и развиваемого ею усилия при изменении температуры в теплице, термочувствительный узел снабжен ограничителем гибкого элемента, жестко закрепленным на направляющей со стороны подвижного упора, при этом на подвижном упоре смонтирован узел установки начального положения гибкого элемента, а сам гибкий элемент выполнен в виде набора цилиндрических элементов, каждый из которых состоит из сердечника и твердой оболочки, при этом цилиндрические элементы контактируют друг с другом через оболочки и связаны между собой и с тягой посредством стягивающего элемента, проходящего через ограничитель гибкого элемента и цилиндрические элементы со смещением относительно центральной оси последних и закрепленного одним концом на тяге, а другим - в узле установки начального положения гибкого элемента, при этом сердечники цилиндрических элементов и стягивающий элемент выполнены из материалов с различными коэффициентами теплового расширения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к климатическому оборудованию теплиц и парников.

Известна терморегулируемая теплица, привод поворота рамы которой выполнен в виде телескопически расположенных гильз из теплопроводного материала, между днищами которых размещены пружины, изготовленные из материала с памятью формы и имеющие различные температуры восстановления формы. Устройство имеет небольшие габариты и достаточное усилие для поворота рамы. К недостаткам необходимо отнести то, что оно является пороговым, а пружины с памятью формы - остродефицитными (авт.св. N 1477324, кл. А 01 С 9/14, А 01 С 9/24, 1989).

Наиболее близким по технической сущности является устройство для регулирования температуры в теплице, привод в котором выполнен в виде установленных в направляющей верхней, средней и нижней пластин, материал которых имеет различный коэффициент линейного расширения. Одни концы верхней и средней пластины жестко соединены между собой, другой конец средней пластины жестко прикреплен к направляющей. Нижняя пластина всей плоскостью контактирует с последней и одним концом посредством упора жестко соединена с верхней платиной. Тяга закреплена на свободных концах жестко соединенных верхней и средней пластин.

Верхняя и средняя пластины, жестко соединенные на одном конце, представляют собой гибкий элемент, который при тепловой деформации меняет свою конфигурацию по некоторой дуге. В середине гибкого элемента пластины соединены друг с другом с помощью прижимных роликов.

Данное устройство просто в изготовлении, температура парника регулируется плавно, габариты не очень большие. Однако оно имеет следующие недостатки: направляющие ролики прижимающие среднюю и верхнюю пластины гибкого элемента расположены не по всей длине этих пластин и там, где их нет гибкий элемент при термодеформации может прогибаться в ту или другую сторону. Вследствие этого уменьшается ход тяги; при термодеформации в гибком элементе возникают напряжения изгиба, которые не дают возможности развивать большие усилия устройству регулирования температуры; для малых перемещений нижней пластины трудно обеспечить жесткое соединение ее с верхней пластиной посредством подвижного упора, т.к. имеются люфты, которые нечем выбрать. Наличие люфтов снижает эффективность привода.

Цель изобретения - увеличение хода тяги и развиваемого ею усилия при изменении температуры в теплице.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры в теплице, включающем тягу и термочувствительный узел, содержащий направляющую и гибкий элемент, одним концом связанный с тягой, вдоль направляющей под гибким элементом установлена пластина из материала с большим коэффициентом теплового расширения, чем материала направляющей. На обоих концах пластины расположены упоры, один из которых выполнен подвижным относительно направляющей. Термочувствительный узел снабжен ограничителем гибкого элемента, жестко закрепленным на направляющей со стороны подвижного упора и связанным с другим концом гибкого элемента. На подвижном упоре смонтирован узел установки начального положения гибкого элемента. Сам гибкий элемент выполнен в виде набора цилиндрических элементов, каждый из которых состоит из сердечника и твердой оболочки. Цилиндрические элементы контактируют друг с другом через оболочки и связаны между собой и с тягой посредством стягивающего элемента, проходящего через ограничитель гибкого элемента и цилиндрические элементы со смещением относительно центральной оси последних и связанных одним концом с тягой, а другим - с узлом установки начального положения гибкого элемента. Сердечники цилиндрических элементов и стягивающий элемент выполнены из материалов с различным коэффициентом теплового расширения.

На фиг. 1 и 2 изображено устройство для регулирования температуры в теплице; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - вид В на фиг. 2; на фиг. 6 - узел I на фиг. 1.

Устройство содержит направляющую 1, пластину 2 из материала, имеющего больший коэффициент линейного расширения, чем материал направляющей, неподвижный упор 3, подвижный упор 4, гибкий элемент 5, узел установки начального положения гибкого элемента 6, ограничитель гибкого элемента 7, стягивающий элемент 8, смещение стягивающего элемента относительно центральной оси цилиндрических элементов 9, твердую оболочку 10, первый цилиндрический элемент 11, тягу 12, последний цилиндрический элемент 13, шарнир 14, винт 15, гайку 16, сердечник 17 цилиндрического элемента. Направляющая 1 служит для размещения упора 3, пластины 2, подвижного упора 4, ограничителя гибкого элемента 7. Пластина 2 ограничена по ширине и высоте углублениями в направляющих.

По длине пластина 2 ограничена с одной стороны упором 2, а с другой - подвижным упором 4, перемещающимся по направляющей. Стягивающий элемент 8, закрепленный одним концом в гайке 16 через отверстия, сделанные в подвижном упоре 4 и ограничителе гибкого элемента 7 проходит эти узлы, проходит через цилиндрические элементы, через шарнир 14 и тягу 12, вторично проходит через цилиндрические элементы, ограничитель, подвижный упор и вторым концом стягивающий элемент 8 закрепляется на гайке 16 в другой точке. Так как на цилиндрические элементы во время тепловых деформаций действуют значительные сжимающие силы, то они защищены от сминания или разрушения в местах контактов друг с другом твердой оболочкой. Пластина 2 может быть изготовлена, например, из оргстекла, сердечник 17 - из полиэтилена.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройствa необходимо провести начальную установку, в результате которой выбираются все люфты и обеспечивается высокая эффективность работы. Для этого вращают винт 6 по часовой стрелке. Своим торцом винт 6 упирается в подвижный упор 4, который передвигаясь по направляющей, упирается в пластину 2. При этом выбираются люфты в местах соприкосновения пластины 2 с упором 3 и подвижным упором 4. Это очень важно, т. к. при повышении температуры, незначительное удлинение пластины 2 (доли миллиметра) необходимо выловить и преобразовать в полезный сигнал. Одновременно гайкой 16 втягивается стягивающий элемент 8. При этом выбираются люфты между цилиндрическими элементами, т. к. последний цилиндрический элемент зафиксирован ограничителем 7. Вращать винт прекращают тогда, когда цилиндрические элементы образуют между собой контакт по линиям, проходящим через центр термочувствительных элементов. При этом тяга 12 еще не поднимается.

При повышении температуры внутри теплицы пластина 2 удлиняется и через упор 4, винт 15 и гайку 16 начинает двигать вправо стягивающий элемент 8. При этом цилиндрический элемент 13 не передвигается, т.к. зафиксирован ограничителем 7, а первый цилиндрический элемент 11 начинает давить на все остальные. За счет этих сил благодаря смещению 9 вся ветвь цилиндрических элементов (гибкий элемент) отклонится вверх вместе с тягой на некоторый угол. Одновременно за счет повышения температуры расширятся сами цилиндрические элементы. Возникшие при этом силы передвинут тягу и ветвь цилиндрических элементов на дополнительный угол. При этом обеспечивается необходимый ход тяги и усилия. При понижении температуры все узлы возвращаются в исходное состояние.

Устройство для регулировки температуры в теплице имеет кожух (не показан). Кожух препятствует проникновению в устройство пыли и влаги и не дает возможности перекашиваться при отклонении цилиндрическим элементам.

Эффективность заявляемого устройства по сравнению с прототипом заключается в следующем. Благодаря тому, что гибкий элемент по всей длине дискретизирован цилиндрическими элементами, в нем не возникают напряжения изгиба, что дает возможность передавать большее усилие тяги. Увеличивается ход тяги: во-первых, из-за того, что выбраны все люфты и эффективно используется удлинение пластины 2; во-вторых, благодаря заключению сердечников цилиндрических элементов в твердые оболочки появилась возможность изготовить сердечники цилиндрических элементов из материала имеющего большой коэффициент линейного теплового расширения; в-третьих, отсутствует возможность прогиба гибкого элемента в ту или иную сторону благодаря дискретизации и благодаря наличию смещения стягивающего элемента относительно центральной оси цилиндрических элементов. Установка начального положения гибкого элемента проста и занимает мало времени.