[其他]热响应致动器

说明书

本发明涉及一种有快速热响应的致动器，它可用来开启屋顶通风用的天窗，有火情时关上安全门，开关致冷装置的管道中用的倾倒器，并涉及一种热响应的致动器，它对环境温度的变化有快速响应而自动运行，还涉及一种用热响应致动器自动开关屋顶天窗的装置。

在一个为在冬天增大加热效率而没有通气口的乙烯树脂房子或温室中，或在一个为防止噪声泄漏而没有窗子的工厂中，温度可以比预计的要高。因此这些建筑物总有一个窗子或门，用经常开关窗或门来进行通风，以防止出现高温。

另一方面，在有走廊的大建筑物（如旅馆）中，走廊总是有防火用的安全门，在有火情时走廊可以由安全门关闭。

在冷却装置中冷却温度的调节一般是通过适当地开和关一个放在管道中的倾倒器来实现的，致冷剂沿着这个管道被送入冷却室。

但是一般来说开关屋顶天窗是由操作者操作诸如电气装置或水力致动器这类的机构来进行的。为实现这些操作的自动化，除上述的开关天窗的装置外，还需要有热传感器和开关控制机构，这导致了装置的复杂化并增加了设备的费用。

安全门的开关装置的结构应该是能自动操作的，因为它是用在有火情这种紧急情况下的。但是当然也会产生类似于上面所说的那些问题。

致冷装置温度控制的大多数已经自动化了，这些也遇到类似于开关天窗或安全门的自动化中出现的同样问题。

为解决这些问题，本发明人注意到一些材料有大的热膨胀系数，例如氟利昂，并且在研究了假如使用这种材料作为开关装置的运动源，是否不用热传感器和开关控制机构也能实现开关装置的自动操作以后做出了本发明。

本发明是针对上面提到的问题作出的。本发明的第一个目的是提供一种对环境温度有极好的快速响应的热响应致动器。本发明的第二个目的是提供一种装置简便、价格低廉、精度高的自动开关门窗、安全门或倾倒器的装置。

一方面，本发明提供了一个热响应致动器。它包括一个放在发生温度变化的大气中的圆筒;放在该圆筒中可滑动的一个活塞;封装在该圆筒中的热膨胀材料，它通过温度变化产生的热膨胀和收缩使活塞滑动;一个固定于活塞上和活塞一起滑动的伸长杆;一个置于该圆筒中的相对滑动组件之间的弹簧装置，它用来抵消滑动面上产生的起动摩擦力。

另一方面，本发明提供了一种响应圆筒的环境温度而自动开关屋顶天窗的装置，它包括一个放在发生温度变化的大气中的圆筒;放在该圆筒中可滑动的一个活塞;封装在该圆筒中的热膨胀材料，它通过温度变化产生的热膨胀和收缩使活塞滑动;一个固定于活塞上和活塞一起滑动的伸长杆;一个由伸长杆的滑动操作而开关的屋顶天窗;和一个置于该圆筒中的相对滑动组件之间的弹簧装置，它用来抵消滑动面上产生的起动摩擦力。

用作致动器驱动源的热膨胀材料包括具有大的热膨胀系数的液体或气体。根据本致动器的使用情况可选用各种材料。若使用沸点在室温附近的氟利昂，例如R11（沸点23.77℃），R21（沸点8.92℃），R113（沸点47.57℃），R114（沸点3.55℃），并且这些氟利昂被封装在圆筒里，则它们在室温下热膨胀和收缩（液体变成气体，气体变成液体），推动活塞，延伸伸长杆，从而实现天窗和安全门的自动开关。

因为18立方厘米（18克）的水在100℃沸腾变成22.4升（22，400立方厘米）的蒸汽，所以水可以封装在圆筒中，用在开关安全门的装置中。

因为丁烷（C₄H₁₀）的沸点为-0.5℃，并且58克的液体丁烷汽化膨胀成22.4升，所以若将它充入一个圆筒中，可以用在开关倾倒器以使致冷装置中的致冷剂循环的装置中。因为氨在汽化温度-33℃类似地膨胀和收缩，它也可作相似的用途。

当然不涉及从液体变成气体和从气体变成液体的液体或气体只要有显著的膨胀和收缩也可以使用。氢可以作为气体封装使用。在这种情况下，吸氢合金钛-铁系统被放入圆筒中，这样可以使用被合金吸收或从合金中放出的氢气。

在第一类致动器中，活塞由于热膨胀和收缩而滑动，一个延伸组件例如弹性皱纹管放在圆筒中。热膨胀材料被封在延伸组件中，这样活塞由于延伸组件的延伸而滑动。在第二类致动器中，放在圆筒中的活塞受到压力的前后两面面积不同，这样活塞利用热膨胀材料的热膨胀和收缩造成的压力差而滑动。在第三类致动器中，活塞放在圆筒中以气密的形式滑动，圆筒中由活塞分开的两个室中的一个充以热膨胀材料，另一个与大气相通，这样活塞由于热膨胀材料的热膨胀和收缩而滑动。