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 RU2193933
ПРИСТРІЙ ДЛЯ РУЙНУВАННЯ ЛЬОДУ

Ім'я заявника: Товариство з обмеженою відповідальністю "Ракетно-космічна корпорація" Енергія "ім. С.П. Корольова"
Ім'я винахідника: Куликов І.П .; Копитова Т.В .; Кропових О.Ю .; Баженов А.М.
Ім'я патентовласника: Відкрите акціонерне товариство "Ракетно-космічна корпорація" Енергія "ім. С.П. Корольова"
Адреса для листування: 141070, Московська обл., М Корольов, вул. Леніна, 4а, ВАТ РКК "Енергія" ім. С.П. Королева, відділ промислової власності
Дата початку дії патенту: 2000.12.13

Винахід відноситься до пристроїв для очищення поверхонь. Пристрій включає руйнує блок у вигляді двох електричних провідників в пружною оболонці, з'єднаних з джерелом електроживлення. Провідники виконані у вигляді біметалевих пластин, конструктивно розділених опорними ізоляторами з постійним механічним контактом опорних кромок і розташованих симетрично площині опорних кромок, при цьому активні верстви біметалевих пластин спрямовані назовні.

Винахід направлено на збільшення питомих зусиль, створюваних одиницею споживаної електроенергії на одиницю площі, при забезпеченні електробезпеки.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до пристроїв безпосереднього перетворення теплової енергії в механічну роботу і призначене для очищення зледенілих поверхонь і порожнин, а й для руйнування утворень, що виникають в результаті кристалізації рідин, і може бути використано на всіх видах транспорту, в комунальному господарстві та галузях народного господарства, пов'язаних з експлуатацією трубопроводів.

Відомо електровиталківающее антіобледенітельних пристрій з виштовхує елементами на друкованих платах, патент США 5326051, кл. У 64 D 15/16, що містить безліч паралельно розташованих електрично ізольованих один від одного провідників, розміщених на двох однакових друкованих платах. Друковані плати встановлюються так, що провідники знаходяться точно один під іншим, струми в провідниках сусідніх плат течуть в протилежних напрямках. Виникаючі при подачі струму електромагнітні поля створюють імпульс сили, відштовхуючий провідники один від одного і, тим самим, що скидає лід з аеродинамічної поверхні.

Недоліком пристрою є мала питома величина зусилля, створюваного на одиницю площі аеродинамічної поверхні, а отже, неможливість зруйнувати з його допомогою вже сформоване крижане покриття значної товщини, що визначає необхідність безперервної подачі струму і, отже, збільшує енерговитрати.

Найбільш близьким рішенням, прийнятим за прототип, є електричне розділову пристрій за патентом США 4894569, кл. У 64 D 15/00, виконане у вигляді двох електричних провідників в еластичних упаковках, ізольованих один від одного. Провідники об'єднані в загальний блок за допомогою пружної обплетення і приєднані до джерела живлення. При проходженні струму в результаті взаємодії магнітних полів провідників упаковки відштовхуються з утворенням зазору між ними.

Недоліком прототипу є те, що для отримання переміщення упаковок, достатнього для руйнування крижаного покриття, провідники повинні бути підключені до Потужнострумові джерела, що веде до значного енергоспоживанню, знижує електробезпека пристрої та істотно обмежує область його застосування.

Завданням винаходу є збільшення переміщень руйнують елементів пристрою при збільшенні питомих зусиль, створюваних одиницею споживаної електроенергії на одиницю площі, при забезпеченні необхідної електробезпеки.

Технічним ефектом стало створення пристрою для руйнування льоду, що забезпечує необхідне збільшення переміщень руйнують елементів пристрою при збільшенні питомих зусиль, створюваних одиницею споживаної електроенергії на одиницю площі, при забезпеченні необхідної електробезпеки.

Це досягається тим, що в пропонованому пристрої для руйнування льоду, що містить руйнує блок у вигляді двох електричних провідників в пружною оболонці, з'єднаних з джерелом електроживлення, кожен провідник виконаний у вигляді біметалічної пластини, біметалеві пластини конструктивно розділені опорними ізоляторами з постійним механічним контактом опорних кромок і розташовані симетрично площині опорних кромок, при цьому активні верстви біметалевих пластин спрямовані назовні. Руйнують блоки електрично об'єднані в гірлянду, розташовану на звільняється від льоду поверхні.

Ідея винаходу полягає в тому, що пара спеціально підібраних матеріалів зі значно відрізняються коефіцієнтами лінійного розширення (активний і пасивний) і високими в порівнянні з міддю, що традиційно використовується в якості провідників, питомими опорами об'єднані в одну біметалічну пластину, нагрівання якої при пропущенні електричного струму призводить до її деформації і створення зусилля, які використовуються для руйнування крижаних утворень.

На фіг. 1 зображений руйнує блок пристрою в пасивному (вихідному) стані;

На фіг.2 - руйнує блок в активному стані при нагріванні на 65 ^o С;

На Фіг.3 і 4 зображений варіант сполуки руйнують блоків в гірлянду і розміщення на звільняється від льоду поверхні;

На фіг.5 представлений приклад використання руйнуючих блоків для видалення крижаних бурульок з фронтону будівлі. Пристрій для руйнування льоду містить перший провідник 1, другий провідник 2, опорні ізолятори 3, пружну електроізолюючими оболонку 4, прописними буквами позначені елементи, що пояснюють роботу пристрою: А - активні верстви біметалевих пластин, Б - пасивні шари біметалевих пластин, В - елементи робочої поверхні , на якій встановлений пристрій для руйнування льоду, Г - набір руйнують блоків, зібраних в гірлянду, Q - Руйнівне зусилля, L - плече додатка руйнівного зусилля, f - Максимальне переміщення поверхні впливу руйнівної блоку. Ти, що руйнуєш блок містить дві біметалеві пластини 1 і 2 з матеріалу, наприклад, ТБ1613 по ГОСТ 10533, кожна з яких утворена пасивним "Б" і активним "А" шарами, пластини розділені опорними ізоляторами 3 і укладені в пружну тепло- і електроізолюючими оболонку 4. біметалічні руйнують блоки можуть бути з'єднані послідовно в гірлянду "Г" різними способами, наприклад так, як показано на фіг.3, 4, і розташовуватися на звільняється поверхні в спеціальних пазах корпусу "в". Руйнівна пристрій підключається до джерела електроживлення (не показано). Кількість елементів гірлянди визначається площею поверхні, що звільняється від льоду, а й параметрами джерела живлення.

Пристрій працює наступним чином. При подачі напруги по ланцюжку з біметалевих пластин 1 і 2 протікає струм, викликаючи ефективне нагрівання біметалевих пластин 1 і 2 завдяки високому питомому опору їх шарів. Нагрівання викликає подовження біметалевих пластин 1 і 2, причому для активних верств "А" воно більше, ніж для пасивних верств "Б", що призводить до прогину "f" в сторону активних верств, розташованих на зовнішніх поверхнях блоку, тобто в протилежних напрямках . Наявність опорної поверхні, що очищається від льоду об'єкта безпосередньо під руйнівним блоком визначає напрямок сумарних прогину f пластин 1, 2 і зусилля Q в сторону крижаного утворення, відокремлюючи або руйнуючи крижане покриття на звільняється поверхні. При відключенні електроживлення біметалеві пластини 1 і 2 остигають і руйнує блок повертається в початковий стан.

Наведемо розрахунок максимальної деформації біметалічної пластини з матеріалу ТБ1613 ГОСТ 10533 і зусилля, що виникає при цій деформації, використовуючи методики [1] і [2].

За розрахункову схему приймаємо вільно оперту балку, навантажену в центрі силою Q.

При обраної схемою навантаження балки:

Температура, на яку необхідно нагріти біметалічну пластину для отримання прогину f, може бути підрахована за формулою

Визначимо електричну потужність, необхідну для нагрівання біметалічної пластини на 64 ^o С. Щільність струму може бути визначена за формулою [3]:

У нашому випадку: . Підставляючи наведені значення, отримуємо = 2,82 А / мм ^2.

Сила струму при щільності струму = 2,82 А / мм ² і площі перетину провідника q = 10 мм ² становить

I = · Q = 28,2 А.

Опір біметалічної пластини:

потужність:

Р = I ² · R = 0,45 Вт.

Таким чином, проведені розрахунки показали, що при нагріванні, наприклад, на 64 ^o С биметаллическая пластина з матеріалу ТБ1613 ГОСТ 10533 довжиною 50 мм, шириною 5 мм і товщиною 2 мм, кінці якої зафіксовані, прогинається в середній частині на 0,63 мм, при цьому виникає сила 12,1 кгс. Застосування в якості руйнівного блоку двох біметалевих пластин, розділених опорними ізоляторами, з постійним механічним контактом опорних кромок, розташованих симетрично площині опорних кромок так, що активні верстви біметалевих пластин спрямовані до зовнішньої поверхні блоку, дозволяє підсумувати зусилля від деформації кожної пластини і викликані ними переміщення. Таким чином, за допомогою руйнівного блоку, зображеного на фіг.1, може бути отримано зусилля Q = 24.2 кгс і максимальне переміщення поверхні впливу руйнівної блоку f = 1.26

Оцінимо параметри крижаного утворення, представленого на фіг.5, яке може бути усунуто одним руйнівним блоком з біметалічними пластинами завтовшки, наприклад, 1 мм з тією ж довжиною і шириною. Для руйнівного блоку з пластинами такої товщини зусилля Q = 6.2 кгс, а максимальне переміщення поверхні впливу руйнівної блоку f = 2.6 мм.

Припустимо, що зусилля прикладається до крижаного циліндра (наприклад, бурульки) на відстані 100 мм від точки його кріплення, L = 100 мм.

Допустимий згинальний момент:

Підрахуємо силу, що виникає між двома провідниками з струмом при взаємодії їх магнітних полів (прототип), якщо геометричні розміри цих провідників збігаються з розмірами біметалевих елементів, а електрична потужність, що витрачається на створення магнітного поля, відповідає потужності, що витрачається на нагрів биметалла.

Сила електродинамічного взаємодії двох паралельних провідників однакової довжини, розташованих один навпроти одного без зсуву, може бути підрахована за формулою [3]:

Таким чином, сила, що розвивається при електромагнітній взаємодії, майже в 1185 разів менше сили, що виникає при деформації біметалічного провідника, при цьому сила електромагнітної взаємодії, як випливає з вище наведеної формули, зменшується в міру відштовхування паралельно зі збільшенням відстані між провідниками, принципово знижуючи ефективність прототипу .

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1. С. П. Тимошенка. Стійкість стрижнів, пластин і оболонок. М .: Наука, 1971.
2. Міцність. Стійкість. Коливання. Довідник в трьох томах під ред. І.А.Бергера і Я.Г.Пановко. М., 1968.
3. А. М. Залеський. Електричні апарати високої напруги. Л .: Госенергоіздат, 1957.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Пристрій для руйнування льоду, що включає руйнує блок у вигляді двох електричних провідників в пружною оболонці, з'єднаних з джерелом електроживлення, яке відрізняється тим, що кожен провідник виконаний у вигляді біметалічної пластини, пластини конструктивно розділені опорними ізоляторами з постійним механічним контактом опорних кромок і розташовані симетрично площині опорних крайок, при цьому активні верстви біметалевих пластин спрямовані назовні.
2. Пристрій для руйнування льоду по п.1, що відрізняється тим, що руйнують блоки електрично об'єднані в гірлянду, розташовану на звільняється від льоду поверхні.

Версія для друку
Дата публікації 01.11.2006гг

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