АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКРЫВАНИЯ ОКОН

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.
2
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/мм. 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.
3
Описанное устройство позволяет снизить его себестоимость, за счет применения малого количества никелида титана (материал с эффектом памяти формы - удельный вес 6,45 г/см), упростить конструкцию и повысить ее универсальность (может применяться к любому типу форточки), а так же упростить монтаж и повысить коррозийную стойкость силовых элементов.