| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2043582
Відображає елемент І СПОСІБ ЙОГО ВИГОТОВЛЕННЯ
Ім'я винахідника: Волков Е.П .; Поливода А.І.
Ім'я патентовласника: Державний науково-дослідний енергетичний інститут ім.Г.М.Кржіжановского
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1992.09.10
Використання: в геліотехніці, світлотехніки. Суть винаходу: відображає елемент являє собою частину параболліческой поверхні, що містить відбивну поверхню, виконану у вигляді тонкого вигнутого листа 1 з нанесеними покриттями з шарів 2, 3 срібла, міді або алюмінію відповідно, і прилеглий до неї волоконно-армований шар 4 пеноструктури.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до відображає елементам, способам їх виготовлення і може бути використано в сонячній енергетиці, а й у світлотехніку, спектрофотометрії, фотоелектроніка та інших областях.
Відомі відбивні пристрої, що є частина поверхні параболоціліндра з тонкого металевого листа високої чистоти з елементами жорсткості на тіньовій стороні, при цьому у фокусі відбивача знаходиться трубчастий поглинач, а сам відбивач має жорстку поверхневу раму, закріплену на двох кругових ободах, встановлену на роликах, з механічним приводом від системи стеження за сонцем [1] Сумарний коефіцієнт відображення таких дзеркал досягає 0,75, але знижується до 0,5 протягом півроку через атмосферних забруднень.
Відомо легковаге увігнуте дзеркало з сумарним коефіцієнтом відображення до 0,8, в якому з метою забезпечення необхідної жорсткості і стабільності оптичних характеристик, особливо коефіцієнта концентрації сонячної енергії, використовується сендвіч конструкція у вигляді стільникової структури з осями сот поперечно поверхонь, виконана з тонких листів органічного матеріалу, армованого вуглецевими волокнами, при цьому до увігнутої поверхні приклеюється тонкий лист скла, на який наносять випаровуванням покриття, що відбиває у вигляді шару алюмінію, а поверх нього тонкий шар захисного покриття [2] Теоретичний коефіцієнт концентрації таких дзеркал в залежності від співвідношення діафрагми та фокусу а / F в межах 100-200. Відомі відображають покриття наносяться випаровуванням срібла дозволяють отримати коефіцієнт відбиття сонячної енергії до 0,95, що на 10-12% вище алюмінієвого покриття, не знайшли широкого застосування через істотну витрати срібла до 10 г / м 2 і високу вартість.
Відомий відображає елемент, який представляє собою частину параболічної поверхні, що містить жорстко вигнуту поверхню, що відбиває і прилеглий до неї шар монолітно-анізотропної пеноструктури, що складається з підшарів з заданим зміною по товщині щільності і міцності [3]
Незважаючи на високий початковий коефіцієнт відображення (0,8-0,9) поверхнево-завданих дзеркальних покриттів, їх недоліком є поступово прогресуюче руйнування мікрошарів внаслідок корозійно-хімічного дії забруднень з атмосфери в комплексі з реакціями, ініційованими УФ-випромінюванням сонця. За кілька років експлуатації коефіцієнт відображення таких дзеркал може знизитися до 0,4 і нижче.
Цього недоліку частково позбавлені малірованние скляні дзеркала, проте їм властивий інший недолік хвилястість і горбистість, що виникають при малирование, які знижують оптико геометричні характеристики, в тому числі коефіцієнт концентрації з 100-200 до 70-40. При цьому в товщі скла марно поглинається частина сонячної енергії.
Істотним недоліком відомих пропозицій є мала ударна механічна міцність відображень поверхні внаслідок нераціонального розподілу міцності і щільності матеріалу шарів, відсутність монолітності і адгезії між елементом сендвіч фацети. Висока ударостійкість дзеркальних фацет потрібно для забезпечення градоустойчівості і відповідно надійності роботи сонячно-енергетичних установок.
Недоліком відомих способів виготовлення фацет Параболоциліндричні дзеркал є низька продуктивність процесу малирование скла, складність технології виробництва трудомісткості, а й значні витрати срібла до 10 г на 1 м 2 дзеркальної фацет.
В основу винаходу покладено завдання створити такий відображає елемент і спосіб його виготовлення, які б забезпечували істотне поліпшення оптікометріческіх характеристик протягом тривалого часу в поєднанні з механічною міцністю.
Зазначена задача вирішена в відбиває елементі, що представляє собою частину параболічної поверхні, що містить жорстко відбиває і прилеглий до неї шар монолітно-анізотропної пеноструктури, що складається з підшарів з заданим зміною по товщині щільності і міцності. Згідно винаходу відбиває поверхня виконана у вигляді вигнутого по параболі прозорого листа, на тильній поверхні якого розташовані монолітно-адгезионно пов'язаний з листом біметалічний шар, що складається з підшару срібла і підшару міді або алюмінію, а шар пеноструктури виконаний волоконно-армованим.
У кращому варіанті виконання товщина прозорого листа зі скла становить 1 / 50-1 / 2000 довжини фокуса параболи. Матеріал листа повинен бути досить пружним і одночасно жорстким для забезпечення утримання заданої форми параболи в процесі нанесення рідких осаждающихся компонентів. Як матеріал листа можуть бути використані боросиликатное скло, прозорі органічні полімерні плівки, поліетилен-терефталатние (лавсан), метакрилатного, полістирольні, поліамідні, карбамідні, поліуретанові.
Радіус кривизни вибирають виходячи з механічних властивостей матеріалу. Наприклад, скло при менших радіусах без малирование може зламатися.
Товщина подслоя срібла переважно становить 0,03-0,05 мкм. У порівнянні з традиційними покриттями товщина шару срібла зменшується в 10-100 разів.
Аналогічно зменшується і шар міді. Товщина складає 1-5 мкм.
Суть винаходу полягає в тому, що спочатку на тонкий прозорий лист відбиває послідовно наносять хімічно чистий подслой срібла і подслой міді або алюмінію, а після вигину відбиває на неї з боку біметалічного шару послідовно наносять перший щільний подслой неспінені поліуретанового композиту, спінений пористий другий подслой і анізотропно спінений третій зовнішній подслой.
 |
 |
 | |
На фіг. 1 показаний пропонований відображає елемент; на фіг. 2 структура біметалічного шару на прозорому аркуші з ділянкою щільної зони в збільшеному масштабі; на фіг. 3 графік розподілу щільності і міцності по товщині відображає елементу.
Що відображає елемент виконаний у вигляді вигнутого по параболі прозорого листа 1, на тильній стороні якого розташований монолітно адгезионно пов'язаний з нею біметалічний шар, що складається з підшарів металевого срібла 2 і підшару міді або алюмінію 3, а сам лист 1 з біметалічним шаром 2, 3 є частиною волоконно-армованої щільною зони 4 монолітно-анізотропної пеноструктури 5, 6 із заданим зміною щільності і міцності. На тильній стороні поверхні 6 розташовуються елементи 7 кріплення.
Як приклад відображає елемент може бути виконаний у вигляді параболічної поверхні з сумарною товщиною 
, Що включає тонкий жорсткий вигнутий по котра утворює параболи прозорий лист 1, наприклад, скляний, з поверхнями оптичної чистоти, з товщиною рівною 
довжини фокуса Параболоциліндричні дзеркала з фокальній смугою F, при цьому на тильній стороні аркуша 1 розташований монолітно-адгезионно пов'язаний з нею біметалічний шар, що складається з підшарів металевого срібла, товщиною 0,02-0,03 мкм і подслоя 3 міді або алюмінію товщиною 1 5 мкм, а сам лист 1 з біметалічними підшарами 2, 3 є частиною волоконно-армованої щільною зони 4 монолітно-анізотропної пеноструктури 5, 6 із заданим по товщині законом зміни щільності 
і міцності наприклад, за графіком фіг. 3. У зоні 6 у тильної сторони елемента щільність пеноструктури підвищується до 1,5 кг / дм 3 при підвищенні міцності до 3 МПа. У зоні 5 діаметр осередків 0,3-1,5 мм (фіг. 2).
П р и м і р. Виготовляється відображає елемент шириною 100 см, довжиною хорди 302 см, осесиметрична половина апертури А-600 см параболічного модуля з фокусом F 200 см, з допустимими геометричними відхиленнями ± 3 '.
На тонкий лист 1 з боросилікатного скла щільністю 2,55-2,70 кг / дм 3, розміром 100х302 см, товщиною 1 мм, з коефіцієнтом пропускання не менше 0,94, з оптичною чистотою поверхонь вакуумним або хімічним методом осаджують непрозорий подслой 2 хімічно чистого срібла товщиною 0,02-0,03 мкм із витратою 0,3-0,5 мг / см 2. Потім вакуумним або хімічним способом осаджують подслой 3 хімічно чистої міді або алюмінію завтовшки від 1-5 мікронів. Далі створюють просторове опукле параболоціл- індріческое поле розміром до 240 см з допусками за допомогою регульованого висунення трьох рядів вертикально закріплених опор по чотири в ряду з кроком між ними 30 см, після чого точно виставляють їх по параболічного лекалом з допуском 0,05 мм від розрахункової параболи. На опукле поле опор біметалевими підшарами 2, 3 назовні укладають лист 1, який під власною вагою згинається по опуклою Параболоциліндричні поверхні, при цьому по ширині лист на 5-4 см звисає з опор, а по довжині на 25-35 см. З боків може бути побудована коробчатая опалубка.
На лист 1 напилюють шар 4 неспінені поліуретанового композиту товщиною 1-2 мм, щільністю 1,0-0,8 кг / дм 3, наносять 3 шари поліуретану зі скловолокном, армованим з щільністю 1,5-1,8 кг / дм 3. Потім наносять (напилюють або наливають) проміжний пористий шар пінополіуретану з щільністю = 0,5-0,08 кг / дм 3 при діаметрі осередків 0,3-1,5 мм, товщиною 20-70 мм. Наносять зовнішню анізотропну зону 6 відображає елементу з щільністю 1-1,2 кг / дм 3 можливо зі скловолоконним армуванням. Замість поля опор можливе застосування опуклою Параболоциліндричні матриці.
Дія відображає елементу, наприклад, при фокусі F 200 см і апертурі А 600 см зводиться до наступного. При установці Параболоциліндричні елемента перпендикулярно сонячному променю Е останній концентрується в фокальную смугу F шириною 1,86 см при теоретичному коефіцієнті поглинання А т 0,05-0,07. Скло 1 з щільністю 2,6 кг / см 3 і міцністю 4 МПа захищає відображає подслой 2 срібла товщиною 0,02-0,03 мкм від зовнішніх пошкоджень, а подслой 3 (міді або алюмінію) дозволяє, не знижуючи з 0,95 коефіцієнта відображення срібла, забезпечити мінімальний його витрата при виготовленні порядку 0,3 г / м 2, а й забезпечує його захист від окислення і механічне з'єднання з зоною 4 щільністю 1,8 кг / дм 3 і міцністю близько 3 МПа.
Пропонований відображає елемент забезпечує сталість фокуса, значне вищу в порівнянні з дзеркальними малірованнимі стеклами.
При ударних навантаженнях, наприклад ударі градини вагою до 0,3 кг зі швидкістю близько 60-70 м / с остання руйнується на дрібні шматки на поверхні 1, не залишаючи слідів і не пошкоджуючи відображають біметалеві підшари 2 і 3. При цих умовах відомі скляні елементи розбиваються на шматки.
Пропонований відображає елемент може бути виконаний і в варіантах опуклих Параболоциліндричні, а й параболодальновращательних поверхонь.
Пропонований елемент володіє ще цілим рядом переваг. Зокрема, підвищується коефіцієнт відображення до 0,9, поліпшується коефіцієнт концентрації, знижуються втрати в товщі стін, підвищується ударна механічна міцність, знижується витрата срібла, причому в способі його виготовлення виключений процес малирование, зниження трудомісткості і підвищення продуктивності праці при масовому виробництві елементів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Що відображає елемент у вигляді частини параболічної поверхні, що містить жорстко вигнуту поверхню, що відбиває і прилеглий до неї шар монолітно-анізотропної пеноструктури, що складається з підшарів з заданим зміною по товщині щільності і міцності, що відрізняється тим, що відображає поверхню виконана у вигляді вигнутого по параболі прозорого аркуша, на тильній стороні якого розташований монолітно-адгезионно-пов'язаний біметалічний шар, що складається з підшару срібла і підшару міді або алюмінію, а шар пеноструктури виконаний волоконно-армованим.
2. Елемент по п. 1, який відрізняється тим, що прозорий лист виконаний зі скла і має товщину, рівну 1/50 1/2000 довжини фокуса параболи.
3. Елемент по п.1, що відрізняється тим, що подслой срібла має товщину 0,03 0,05 мкм.
4. Елемент по п.1, що відрізняється тим, що подслой міді або алюмінію має товщину 1 5 мкм.
5. Спосіб виготовлення відображає елементу шляхом вигину по параболі відбиває і нанесення на неї підшарів пеноструктури, що відрізняється тим, що спочатку на тонкий прозорий лист відбиває послідовно наносять хімічно чистий подслой срібла і подслой міді або алюмінію, а після вигину відбиває на неї зі боку біметалічного шару послідовно наносять перший щільний подслой неспінені поліуретанового композиту, спінений пористий другий подслой і анізотропний третій зовнішній подслой.
6. Спосіб за п.5, що відрізняється тим, що нанесення підшару срібла виробляють методом хімічного осадження.
7. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що нанесення підшару міді або алюмінію виробляють вакуумним шляхом.
8. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що нанесення підшару міді або алюмінію виробляють методом хімічного осадження.
9. Спосіб за п.5, що відрізняється тим, що перший подслой поліуретанового композиту виконують товщиною 1 2 мм з щільністю 1,0 0,8 кг / дм 3.
10. Спосіб за п.9, що відрізняється тим, що перший подслой армують скловолокном в товщі рідких реакційних компонентів в процесі його затвердіння або після нього.
11. Спосіб за п.5, що відрізняється тим, що перший подслой виконують з декількох шарів, армованих скловолокном і мають щільність 1,5 1,8 кг / дм 3, поступово зменшується в напрямку від поверхні, що відбиває.
12. Спосіб за п.5, що відрізняється тим, що другий пористий подслой утворюють шляхом напилення та заливки рідких реакційних компонентів поліуретану при затвердінні і виконують товщиною 20 70 мм, щільністю 0,05 0,08 кг / дм 3 при діаметрі осередків 0,3 1,5 мм.
13. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що зовнішній подслой виконують щільністю 1 1,2 кг / дм 3.
14. Спосіб за п.5, що відрізняється тим, що зовнішній подслой армують скловолокном і виконують товщиною 1 8 мм, щільністю 0,8 3 кг / дм 3.
Версія для друку
Дата публікації 12.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.