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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2026515

Геліоустановки для стеження за ПОЛОЖЕННЯМ СОНЦЯ

Ім'я винахідника: Ашурли З.І. .; Гаджієв М.Г .; Путиловский М.Ю .; Шадрін В.І.
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю "Астросолар"
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1992.11.30

Використання: в геліотехніці для стеження геліопріемніков за положенням Сонця. Суть винаходу: геліоустановка містить орієнтується оптичний елемент 1, встановлений на опорно - поворотному пристрої 3, і систему стеження. Остання включає розташовані симетрично щодо фокусу оптичного елемента 1 термобаллон 6 з легкозакипаючої рідиною, з'єднані за допомогою трубок 7 з компенсатором тиску. Геліоустановка містить і приймач 2 випромінювання, встановлений у фокусі оптичного елемента, юстіровочная вентиль 13, що з'єднує допомогою трубопроводів термобаллон 6, які розташовані на бічній поверхні приймача 2 випромінювання, і повзун 5, встановлений з можливістю переміщення уздовж опори. Компенсатор тиску виконаний у вигляді принаймні двох гідроциліндрів 9 по числу термобаллон, закріплених з боку порожнин на неробочій поверхні елемента 1 з можливістю його орієнтації на опорно - поворотному пристрої при переміщенні штоків гідроциліндрів 9, закріплених жорстко на повзунові 5. При цьому трубки 7 з'єднані з порожнинами відповідних гідроциліндрів 9.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до геліотехніці і може бути використано для стеження геліопріемніков за положенням Сонця.

В даний час проблема використання екологічно чистих, доступних і дешевих джерел енергії встала досить гостро. Особливе місце серед таких джерел енергії по невичерпності і доступності займає сонячна енергія. Системи спостереження геліоустановок за положенням Сонця, що використовуються в даний час, є або дорогими і енергоємними, які вимагають при експлуатації підвода, наприклад, електричної енергії, або мають невисокі швидкодію і точність при використанні енергії сонячного випромінювання і є досить складними.

Відома геліоустановка, що містить орієнтується сонячний колектор, встановлений з можливістю повороту навколо осі, розташованої в площині його симетрії, що збігається з напрямком орієнтації колектора, і механізм орієнтації, виконаний у вигляді балонів з легкозакипаючої рідиною, закріплених симетрично відносно площини симетрії колектора, і забезпечений симетрично розташованими випарниками, кожен з яких повідомлений з одним з балонів і розташований з ним опозитно щодо площини, що проходить через вісь обертання колектора і перпендикулярній площині симетрії колектора, кожен випарник забезпечений поворотним екраном, при цьому центр мас колектора розміщений на осі його обертання, а центр мас механізму орієнтації розташований нижче осі обертання [1].

Проте відома геліоустановка має невисоку швидкодію в результаті використання для орієнтації несфокусованого сонячного випромінювання і, як наслідок, високою інерційності при нагріванні до необхідного обсягу легкозакипаючої рідини, а спроби підвищити швидкодію за рахунок введення додаткових випарників з легкозакипаючої рідиною і відображають екранів значно ускладнюють систему стеження, збільшують витрата легкозакипаючої рідини і габарити геліоустановки. Точність орієнтації колектора є невисокою за рахунок труднощі рівній дозування і подальшого тривалого збереження рівних великих обсягів легкозакипаючої рідини у випарник і балонах, що викликає різну величину переміщення колектора при нагріванні балонів і випарника на одну і ту ж температуру.

Найбільш близьким за технічною сутністю (прототипом) є геліоустановка, що містить орієнтується оптичний елемент, встановлений на опорно-поворотному пристрої, і систему стеження, що включає діаметрально розташовані щодо фокусу оптичного елемента датчики, виконані у вигляді термобаллон з легкозакипаючої рідиною, з'єднаних за допомогою капілярних трубок з компенсаторами тиску, виконаними у вигляді сильфонов, диференціал, колеса якого з'єднані з сильфонами, а вал водила - з зубчастої передачею, пов'язаної з керуючим елементом сопел, з'єднаних через розподільні золотники гідропідсилювачів з системою повороту геліоустановки [2].

Однак відома геліоустановка має невисоку швидкодію через значну складність системи стеження і великого числа передавальних ланок (десять). Точність орієнтації оптичного елемента є невисокою за рахунок труднощі рівній дозування і подальшого тривалого збереження рівних обсягів легкозакипаючої рідини в балонах і сильфонні, що викликає різну величину переміщення оптичного елемента при нагріванні балонів і сильфонів на одну і ту ж температуру, а й з-за великої кількості передавальних ланок, і наявності непружних сильфонів, що деформуються на різну величину, які призводять до зниження надійності геліоустановки.

Досягається новим технічним результатом є підвищення надійності геліоустановки шляхом підвищення швидкодії і точності орієнтації оптичного елемента за положенням Сонця.

Технічний результат досягається тим, що в відому геліоустановку, що містить орієнтується оптичний елемент, встановлений на опорно-поворотному пристрої, і систему стеження, що включає розташовані симетрично щодо фокусу оптичного елемента термобаллон з легкозакипаючої рідиною, з'єднані за допомогою трубок з компенсатором тиску, введені приймачі випромінювання, встановлений у фокусі оптичного елемента, юстіровочная вентиль, який з'єднує за допомогою трубопроводів термобаллон, які розташовані на бічній поверхні приймача випромінювання, і повзун, встановлений з можливістю переміщення уздовж опори, а компенсатор тиску виконаний у вигляді принаймні двох гідроциліндрів по числу термобаллон, закріплених з боку порожнин на неробочий поверхні оптичного елемента з можливістю його орієнтації на опорно-поворотному пристрої при переміщенні штоків гідроциліндрів, закріплених жорстко на повзунові, при цьому трубки з'єднані з порожнинами відповідних гідроциліндрів.

На фіг. 1 показана принципова схема геліоустановки для випадку параболічного оптичного елемента (колектора); на фіг.2 - то ж, для випадку Параболоциліндричні оптичного елемента (колектора).

Геліоустановка складається з ориентируемого оптичного елемента (колектора) 1, у фокусі якого встановлено приймач 2 випромінювання, опорно-поворотного пристрою 3 з встановленим з можливістю переміщення уздовж опори 4 повзуном 5, системи стеження, що включає розташовані симетрично щодо фокусу оптичного елемента (колектора) 1 на бічній поверхні приймача 2 термобаллон 6 з легкозакипаючої рідиною, з'єднані за допомогою трубок 7 з порожнинами 8 відповідних гідроциліндрів 9, закріплених з боку порожнин 8 на неробочий поверхні 10 оптичного елемента (колектора) 1 з можливістю його орієнтації на механізмі 11 повороту опорно-поворотного пристрою 3 при переміщенні штоків 12 гідроциліндрів 9, закріплених жорстко на повзунові 5, і юстіровочная вентиль 13, що з'єднує допомогою трубопроводів 14 термобаллон 6. В якості оптичного елемента (колектора) 1 криволінійної форми, наприклад параболічної або Параболоциліндричні, використовують, наприклад, оптичний елемент зі сплаву АМГ- 6, оброблений за стандартною технологією, наприклад, методом вільного абразиву з наступними оптичними параметрами: фокусна відстань - 1,5 м; оптична чистота (Р) = V.

Як юстіровочная вентиля 13, гідроциліндрів 9, трубок 7 і трубопроводів 14 використовують, наприклад, стандартні, непроникні для використовуваної легкозакипаючої рідини відповідні аналоги.

Як приймач 2 використовують, наприклад, трубопровід для дистиляції води, фотоелектричний перетворювач або двигун Стірлінга, що перетворює теплову енергію в механічну, і т.п. Як повзуна 5 використовують стандартний повзун, широко застосовуваний, наприклад, в паровозостроении і т.п. Як механізм 11 опорно-поворотного пристрою 3 використовують, наприклад, стандартний циліндричний шарнір (для параболоціліндра) або кулястий шарнір (для параболоїда, сфероїда і т.п.).

Як легкозакипаючої рідини використовують рідину, що має великий коефіцієнт теплового розширення або низьку температуру кипіння, переважно негорючу, наприклад фреон-114В2.

Геліоустановка працює наступним чином.

Для приведення геліоустановки в робоче положення відкривають юстіровочная вентиль 13, що з'єднує термобаллон 6, і тим самим розблокують гідроциліндри 9, відповідальні за орієнтацію оптичного елемента (колектора) 1, за рахунок вирівнювання тиску і кількості легкозакипаючої рідини в системі стеження. Встановлюють оптичний елемент (колектор) 1 таким чином, щоб сонячне випромінювання фокусувалася на приймач 2. Після цього закривають юстіровочная вентиль 13. При цьому без взаємодії з фокусом оптичного елемента 1 і при дрейфі температури навколишнього середовища в бік збільшення або зменшення легкокипящая рідина, що знаходиться в термобаллон 6, в разі встановленого в них рівності тисків під дією юстіровочная вентиля 13 відповідно збільшує або зменшує свій обсяг (на рівну величину в кожному з термобаллон). Зміна обсягу рідини компенсується зміною обсягу порожнин відповідних гідроциліндрів 9 на рівну величину, яка регулюється при необхідності зміщенням повзуна 5 вниз по опорі 4. При цьому ніякого переміщення оптичного елемента (колектора) 1 не відбувається.

При переміщенні фокуса на один з термобаллон 6 легкокипящая рідина в ньому набуває температуру вище температури навколишнього середовища, в результаті чого обсяг рідини в термобалоні збільшується в порівнянні з об'ємом рідини в інших термобаллон. За рахунок цього збільшується тиск на поршень відповідного гідроциліндра 9, обсяг порожнини цього гідроциліндра зростає. Відбувається розворот оптичного елемента (колектора) 1 за рахунок збільшення величини штока гідроциліндра, що знаходиться поза об'ємом гідроциліндра, за допомогою механізму 11 опорно-поворотного пристрою 3 таким чином, що фокус знову входить в простір між термобаллон на приймач 2. І така орієнтація оптичного елемента ( колектора) 1 триває протягом усього періоду експлуатації протягом світлового дня тим чи іншим з термобаллон 6 в залежності від положення Сонця на небосхилі і відповідного відхилення фокусу при переміщенні Сонця в бік того чи іншого термобаллона 6. Як зазначалося вище, в разі, коли змінюється температура середовища, тобто підвищується або знижується робоча температура рідини у всіх термобаллон 6, надлишковий тиск в гідроциліндрах регулюють зміною положення повзуна 5 по опорі 4 пристрої 3. Кількість гідроциліндрів 9 дорівнює числу термобаллон 6 і становить в разі параболоціліндра (фіг. 2) два термобаллона 6, розташованих симетрично і опозитно один одного щодо фокусу оптичного елемента 1, і два гідроциліндра 9 для переміщення оптичного елемента 1 в азимутальной площині, а в разі параболоїда, сфероїда і т.п. необхідно як мінімум три термобаллона 6, розташованих симетрично щодо фокусу оптичного елемента 1 і під кутом 60 градусів один до одного і три гідроциліндра 9 для переміщення оптичного елемента 1 в азимутально-зенітального площинах. Розміщення термобаллон 6 в зіткненні з бічною поверхнею приймача 2 дозволяє виключити інерційність орієнтації оптичного елемента 1 при зміщенні його фокуса в зазор між приймачем 2 і термобаллон 6. Відмова від сильфонов дозволяє підвищити точність передачі поворотного сигналу за рахунок виключення можливості їх деформування при передачі на різну величину . Обсяг легкозакипаючої рідини вибирають таким чином, щоб розширення було достатнім для здійснення повороту оптичного елемента 1 в необхідному діапазоні кутів протягом усього світлового дня.

Новим технічним результатом винаходу є підвищення надійності геліоустановки шляхом підвищення швидкодії і точності орієнтації оптичного елемента за положенням Сонця не менше ніж на 15% за рахунок зниження майже на порядок числа передавальних ланок у системі стеження, спрощення останньої; підвищення швидкодії орієнтації оптичного елемента не менше ніж на 15% за рахунок зниження майже на порядок числа передавальних ланок у системі стеження; підвищення точності орієнтації оптичного елемента не менше ніж на 10% за рахунок можливості вирівнювання тиску в термобаллон і гідроциліндрах за допомогою юстіровочная вентиля і зниження майже на порядок числа передавальних ланок у системі стеження, виключення деформуються сильфонов.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Геліоустановки, що містить встановлений на опорно-поворотному пристрої оптичний елемент з приймачем випромінювання, розташованим в його фокусі, і систему стеження, виконану у вигляді термобаллон з легкозакипаючої рідиною і гідроциліндрів, взаємодіючих з оптично-поворотним пристроєм, при цьому термобаллон розташовані симетрично щодо фокусу оптичного елемента і кожен з них повідомлений з порожниною свого компенсатора, що відрізняється тим, що термобаллон розташовані на бічній поверхні приймача і з'єднані попарно між собою трубопроводами з встановленими на них юстіровочная вентилями, компенсаторами тиску служать гідроциліндри, штоки яких жорстко з'єднані з повзуном, розташованим на опорі, шарнірно закріпленої на неробочий поверхні оптичного елемента, на якій закріплені і гідроциліндри з боку їх порожнин.

Версія для друку
Дата публікації 12.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів