可伸缩机构 本发明涉及可因温度变化而作动的机械式可伸缩机构。
现有的风箱式伸缩机构80如图1所示是作为温度变化有关的控制机构,譬如将该机构应用于冷冻空调系统中,当外界温度高于某一温度设定值时,则该机构启动冷冻空调系统。
现有的风箱式伸缩机构80可分为风箱体81及作动部82,而内部灌有挥发性液体或固体83(以低温液体灌入后,在常温下可挥发成气体的液体),为了使挥发性液体或固体83感应到外界温度,以及使该机构有足够的推动力,故该外壳以金属为材质,通常是用铜做成。当外界温度升高后,因挥发性液体或固体83膨胀而使风箱体81随之膨胀,从而推动作动部82,如图2所示。
现有的风箱式伸缩机构80有下述缺点:
1.制作困难:要将金属材质做成如风箱体81的形状且能有良好伸缩性能以目前技术而言相当困难,而且成本太高。
2.适用温度相当有限:由于制作困难,故风箱体81的大小或凹折部份有限,使适用温度相当有限,譬如当温度从摄氏20度到60度时,风箱体81难以膨胀三倍,故使得应用范围大为缩减,且风箱体81在线性范围膨胀的范围更小。
3.结构变形机率大:由于现有的风箱式伸缩机构80适用温度相当有限,一旦温度超过温度适用范围,风箱式拉伸太长,故风箱结构则被破坏变形因而丧失正常功能。
本发明的主要目的在于提供使适用温度容易控制,或温度适用范围较大的机构。本发明的另一目的在于提供一制造成本可降低的机构。
实施本发明上述目的而采取的技术方案如下所述:使该可伸缩机构包括一大体上内部具有圆柱形容置槽的本体,其中一端为封闭端。
一活塞置入本体内的容置槽,并可活动于本体内的容置槽,而活塞到本体封闭端之间形成一密闭空间,该密闭空间内可先灌入如低温状态下灌有可挥发性液体或固体,如丙酮,也即这些挥发性液体或固体在使用温度(视这些挥发性液体或固体的种类而定)下可挥发成气体。
另将推杆与活塞结合并可伸出本体容置槽之外,可与活塞同步移动。
现在结合附图所示的实施例对本发明提出地可伸缩机构作进一步的说明。其中:
图1为现有风箱式伸缩机构图。
图2为现有风箱式伸缩机构膨胀后的状态图。
图3为本发明的立体分解图。
图4为本发明的剖面图。
图5为本发明的应用示意图。
图6为本发明另一应用示意图。
图7为本发明其他实施例剖面图。
图8为本发明其他实施例剖面图。
图9为本发明其他实施例剖面图。
图10为本发明其他实施例剖面图。
由图3及图5可知,可伸缩机构10的本体20大体上为圆柱形的壳体而一端为封闭端21并形成一容置槽22,而另一端具有螺牙201。在灌入适量的挥发性液体或固体83(如丙酮)在容置槽22后,再装设可防止挥发性液体或固体83外露的活塞30。
在本实施例中活塞30采用具的环形凹槽312的圆盘式活塞31,而将O型垫圈313套于环形凹槽312上,O型垫圈313通常是用如橡校材质作成以防止挥发性液体或固体83外露。由于在装设活塞30时,活塞30与封闭端21之间的气体无法外露,将会阻止活塞30向封闭端21方向前进,故在装设活塞30时须注意想办法将活塞30与封闭端21之间的气体外泄,譬如在活塞30某一部分先设一小孔(图未示出),使气体先外泄,当完成装设活塞30后,再将该小孔补起来,或如图10所述的例子也可,由于此为制造程序的技术,故在此不再一一介绍各种技巧。圆盘式活塞31的中央具有一结合部311以便与推杆40结合固定。另再在该推杆40上套入一回复弹性元件50,最后将具有定位支持孔231的定位盘23套上推杆40,并因定位盘23外周边具有螺牙232,而将定位盘23固定在本体20的一端。
定位盘23为非必要元件,其主要功能是为确保推杆40保持轴向的作动,当然定位盘23可以以其他方式与本体20结合,如以焊接的方式结合。
当外界温度升高时,挥发性液体或固体83因膨胀后(在使用时已挥发为气体)推动圆盘式活塞31向上,使得推杆40也向上,当外界温度降低时,挥发性液体或固体83体积缩小,圆盘式活塞31向下,加设回复弹性元件50虽非必要的元件,但可使活塞31向下移动顺利回归。
图5为本发明当作开关的实施例,譬如待控制物体86为一电风扇,当室内温度升高至设定温度时,推杆40向下移动而触动开关85,使电风扇运转,抽取室内高温空气以维持室内的温度,当室内温度低于设定温度时,推杆40向上而离开开关85而电风扇停止运转。由于固定座87及本体20接合处设有螺纹89,故藉由调整本体20与固定座87的相对关系即可调整设定温度。
图6为本发明另一应用示意图,此时当作流体开关,譬如若进入流体高于设定温度,则禁止流体排出。可伸缩机构10以固定件91固定于接合管90内,而流体温度在未达到设定温度时,流体可由入口92进入再由出口93排出,而当流体温度超过设定温度时,由于推杆40向出口93推进,推杆40的凸出部41则堵住出口93,使得流体无法排出。请注意在本应用示意图,回复弹性元件50设于可伸出缩机构10的外部。
图7及图8为本发明其他实施例剖面图,该实施例是说明在使用本发明可伸缩机构10时,也可将推杆40固定(如用螺丝88)在其他装置,而由本体20作伸缩的作动。而图8更显示若加设回复弹性元件50时其位置可置于推杆40的凸出部41与本体20之间,且活塞30可采用喇叭式活塞32。
图9本发明其他实施例剖面图,与图4主要不同处在于定位盘23上多设一控制杆26,其中推杆40可穿过控制杆26的定位孔261,且控制杆26与定位盘23由于设有内外螺纹89而使控制杆26可沿定位盘23轴向移动。控制杆26主要的功能在于调整活塞30位移的行程范围,若加设回复弹性元件50时,也可调整活塞30移动与温度变化的关系。
图10为本发明其他实施例剖面图,主要特点在于圆盘式活塞31与推杆40结合后(或以一体成型方式结合),设有一中心槽34贯穿圆盘式活塞31与推杆40,故在装设圆盘式活塞31与推杆40时,原本位于圆盘式活塞31与封闭端21的气体可由中心槽34向外泄出,当完成装设圆盘式活塞31后再将锁合杆42置入中心槽34并与推杆40以锁合方式固定。中心槽34一端可设有较小的槽孔(缩小部341),配合锁合杆42的尖部421可使挥发性液体或固体60在挥发成气体后防止外泄,且再配合O型垫圈422的设置,更加强密闭挥发性液体或固体60。当然在本实施例中圆盘式活塞31也可由喇叭式活塞32来替代。
本发明的重点在于利用活塞与本体封闭端的流体(包括气体及液体)或热胀冷缩的物理性质达成可因温度变化的可伸缩机构,故非单纯局限于上述实施例列举的活塞种类或等效的结构,即非限制于这些实施例。