Автономное хранилище вооружения и военной техники с солнечной системой энергообеспечения

Автономное хранилище вооружения и военной техники с солнечной системой энергообеспечения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Автономное хранилище вооружения и военной техники с солнечной системой энергообеспечения относится к сооружениям и средствам хранения вооружения и военной техники в местах постоянной дислокации войсковых частей и соединений различных родов войск МО РФ. Хранение вооружения и военной техники является одним из важнейших элементов их эксплуатации и требует значительных затрат на электроэнергию, обеспечивающих требуемые правила и условия хранения. Хранилище вооружения и военной техники с солнечной системой энергообеспечения не зависит от потребления традиционных источников энергии и позволяет снизить затраты на организацию хранения. Известно изобретение, патент RU 2065521 C1, E04H 6/08, E41H 7/00 от 20.08.1996, Устройство для длительного хранения объектов бронетанкового вооружения и техники, содержащее: герметизированное хранилище; установку для динамического осушения воздуха; датчик влажности; полые стены и потолок, обладающие лучшими герметизирующий свойствами; источник электропитания (автономный или в виде распределительного щитка промышленной электросети). Недостатком данного изобретения являются: использование традиционных источников электроэнергии; отсутствует контроль и управления зарядкой аккумуляторных батарей, установленных на образцах вооружения и военной техники, наличие абсорбера заполненного силикагелем, который требует регенерации при высокой температуре, на что затрачивается дополнительная электроэнергия. Известно изобретение, патент RU 2166042 C1, E04H 6/08, F41H 7/00 от 27.04 2001, устройство для хранения бронетанковой техники,+ содержащее влагонепроницаемое покрытие, прибор контроля влажности ПКВ. Место для хранения выполнено в виде капонира из железобетонных конструкций, металлического каркаса, штанг, металлических пластин, закрепленных между собой резьбовыми соединениями. Покрытие натягивается на каркас, поддерживаемый штангами, опирающимися другими концами в корпус и башню. Покрытие прижимается к железобетонной конструкции капонира с помощью металлических пластин и резьбовых соединений и герметизируется по периметру замазкой. Недостатками данного изобретения являются: сложность доступа к образцу вооружении с целью контроля и технического обслуживания; применяемый датчик влажности только фиксирует уровень влажность, не указано, как устранить повышенную влажность; техническое решение, опора штанг на корпус и башню бронемашины, весьма сомнительно; применение прижимающих пластин на резьбовых соединениях увеличивает время для быстрого вскрытия устройства для хранения бронетанковой техники; отсутствует указание на универсальность устройства для хранения бронетанковой техники. Известно изобретение, патент RU 2022111 C1, E04H 9/00, E04H 6/42 от 30.03.1992, относящееся к средствам хранения вооружения и предназначенное для защиты техники и других объектов хранения от влияния окружающей среды в процессе их хранения. Хранилище представляет собой чехол из прочного влагонепроницаемого материала. В стенках и ребрах чехла крепят гибкий каркас. Технологически каркас и чехол выполняют как одно целое. Основание чехла крепят к площадке хранилища. Концы продольных штанг каркаса верхней части чехла крепят к элементам хранилища. Внутрь чехла на лежни помещают объект хранения. Вход в чехол закрывают специальным воздушным затвором, а места выхода концов продольных штанг каркаса из чехла уплотняют накладками из влагонепроницаемой ткани и герметизируют с помощью соединительных муфт. Влажность воздуха в чехле поддерживают на определенном уровне.

Для этого воздух периодически регенерируют, пропуская через соответствующую установку. В установке для регенерации воздух нагревают, и из него удаляется лишняя влага. Недостатками этого изобретения являются: наличие регенерационной установки для осушки воздуха внутри чехла, при этом в существующих регенерационных установках используются традиционные источники энергии; невозможность проведения текущего обслуживания и других регламентных работ. Известны также традиционные хранилища вооружения и военной техники, применяемые в войсковых частях, на базах и арсеналах, представляющие в своем большинстве помещения-гаражи с традиционным освещением, датчиками влажности, температуры и противопожарными средствами. В качестве прототипа принято изобретение, патент RU 2065521, как наиболее близкое по идее организации хранения вооружения и военной техники. В основу настоящего изобретения положена целевая техническая задача создания нового типа герметичного хранилища вооружения и военной техники, обеспечивающая низкие материальные и энергетические затраты и независимость от традиционных источников электроэнергии. Технический результат от использования изобретения достигается за счет основных отличий от прототипа и аналогов, которыми являются: независимость от традиционных источников энергии за счет использования возобновляемого источника энергии в виде солнечной радиации, воздействующей на пленочные батареи, размещенные по всей поверхности полукруглой крыши герметичного хранилища; наличие блока аккумуляторных батарей, где запасается вся выработанная энергия пленочными солнечными батареями (ПСБ); использование системы беспроводной зарядки аккумуляторных батарей, установленных для каждого образца вооружения и военной техник; наличие контроллера заряда-разряда блока аккумуляторных батарей; использование инвертора, предназначенного для преобразования постоянного напряжения в переменное 220 В, 50 Гц; применение системы солнечного освещения, установленной на вершине полукруглой крыши, представляющей собой конструкцию, состоящую из световодных труб, оптически активных куполов, установленных на верхних концах световодных труб, рассеивателей солнечного, света, установленных на нижних концах световодных труб; применение в герметичном хранилище вместо установки динамического осушения воздуха системы автоматического принудительного осушивания воздуха, которая удаляет пары влаги из воздуха в герметичном помещении; использование беспроводной зарядки аккумуляторных батарей, установленных для каждого образца вооружения и военной техники; применение программируемого электронного контроллера управления (ПЭКУ), обеспечивающего в автоматическом режиме: работу системы солнечного освещения, работу системы принудительного осушивания воздуха, регулирование уровня зарядки БАКБ, работу беспроводной зарядки и уровень заряженности аккумуляторных батарей, установленных на образцах вооружения и военной техники. Таким образом, применение пленочных солнечных батарей для энергообеспечения всех применяемых систем и использование солнечного освещения боксов герметичного хранилища позволяет снизить материальные и энергетические затраты на хранение вооружения и военной техники, также решается задача экологической защиты окружающей среды, что соответствует мировой тенденции развития безуглеродной энергетики. Сущность изобретения показана на следующих чертежах. На Фиг. 1 показан общий вид герметичного хранилища. На Фиг. 2 изображено герметичное хранилище - вид сверху. На Фиг. 3 показан поперечный разрез герметичного хранилища. На Фиг. 4. представлен средний бокс с системой принудительного осушивания воздуха. На Фиг. 5 изображена схема беспроводной зарядки аккумуляторных батарей, установленных на образцах вооружения и военной техники. На Фиг. 6 - система солнечного освещения. На Фиг. 7 показана боковая секторная усеченная плосковыпуклая линза. На Фиг. 8 представлена блок-схема автоматизированного контроля и управления системами герметичного хранилища. Автономное хранилище вооружения и военной техники с солнечной системой энергообеспечения состоит из следующих частей, устройств и систем: постройка, представляющая герметичное хранилище 1, ориентированное одной длинной стороной на юг, помещение герметичного хранилища 1, состоящего из боксов 2 для размещения образцов вооружения и военной техники 3, среднего технического 4 и крайнего энергетического 5 боксов, перегородки 6 между боксами 2 для размещения образцов вооружения и военной техники 3 и среднего технического бокса 4 выполнены из заземленной металлической сетки, система автономного электроснабжения, выполненная на основе использования пленочных солнечных батареи (ПСБ) 7, расположенных на всей внешней поверхности полукруглой крыши 8 герметичного хранилища 1, система солнечного освещения 9 боксов 2 для размещения образцов вооружения и военной техники 3, среднего технического бокса 4 и крайнего энергетического бокса 5. Система солнечного освещения 9 содержит конструкции, размещенные на вершине полукруглой крыши 8 герметичного хранилища 1, которые состоят из световодных труб 10, оптически активных куполов 11, закрепленных на верхнем конце световодных труб 10, рассеивателей 12, установленных на нижнем конце световодных труб 10. Оптически активный купол 11 состоит из: плосковыпуклой линзы 13, которая установлена на вершине оптически активного купола 11, и плоской частью обращена вовнутрь световодной трубы 10; сопряженных с плосковыпуклой линзой 13 и между собой боковых секторных усеченных плосковыпуклых линз 14, установленных под углом 45°-58° к горизонту, плоской частью обращенных вовнутрь оптически активного купола 11. Причем система солнечного освещения 9 расположена над всеми боксами 2, 4, 5; светодиодные лампы 15 расположены вокруг рассеивателей 12 световодных труб 10. Система беспроводной зарядки аккумуляторных батарей 16 состоит из электронного блока 17, передающей катушки 18, формирующей высокочастотное напряжение, которое дистанционно передается на приемную катушку 19, диодного мостика 20, служащего для преобразования высокочастотного напряжения в постоянное напряжение, которое поступает на зарядку аккумуляторных батарей (не обозначены), установленных на образцах вооружения и военной техники 3, находящейся на хранении в боксах 2 герметичного хранилища 1, причем система беспроводной зарядки аккумуляторных батарей 16 установлена для каждого образца вооружения и военной техники 3. Специальный разъем 21 одной стороной соединен с диодным мостиком 20, а его другая сторона соединена с кабелем 22, который подключен к аккумуляторным батареям (не обозначены), установленным на образцах вооружения и военной техники 3. Контроллер заряда-разряда 23 блока аккумуляторных батарей (БАКБ) 24, установленных в крайнем энергетическом боксе 5. Инвертор 25, предназначенный для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение 220 В, 50 Гц. Датчики влажности воздуха 26, температуры 27, освещенности 28 и движения 29 установлены в герметичном хранилище 1. Система автоматической принудительной осушки воздуха 30, содержащая: диффузор 31 с цилиндрической частью 32; теплоэлектрические нагреватели (ТЭН) 33, расположенные в шахматном порядке в четыре ряда и установленные перед электровентилятором 34 в цилиндрической части 32 диффузора 31; конденсатор влаги 35, состоящий из верхнего 36 и нижнего 37 коллекторов, медных трубок 38, расположенных в шахматном порядке в четыре ряда и соединяющих верхний 36 и нижний 37 коллекторы; лоток 39 для слива конденсата; трубопровод 40 для отвода конденсата в скважину 41, пробуренную в среднем техническом боксе 4 герметичного хранилища 1. Водяной насос 42, установленный в скважине 41, электрически связан с электронным программируемым контроллером управления (ЭПКУ) 43. Электронный программируемый контроллер управления 43 электрически связанный с датчиками влажности 26, освещенности 28, температуры 27 электровентилятором 34, с БАКБ 24, с системой беспроводной зарядки 16 аккумуляторных батарей (не обозначены), установленных на образцах вооружения и военной техники 3. Причем освещенность регулируется, когда проводятся регламентные работы с вооружением и военной техникой 3, в этом случае датчик освещенности 28 включается с помощью датчика движения 29. Трубопровод 44 для подачи воды от водяного насоса 42 в верхний коллектор 36. Причем вода из скважины используется не только для обеспечения работы системы автоматической принудительной осушки воздуха 30, но и для мойки вооружения и военной техники 3 при подготовке их к режиму хранения, трубопровод 45 для слива воды из нижнего коллектора 37. Двухходовой кран 47, установленный на трубопроводе 44. Вентильный кран 47 с патрубком 48, служащий для подключения моечного шланга 49.

Автономное хранилище вооружения и военной техники с солнечной системой энергообеспечения функционирует следующим образом. Герметичное хранилище имеет боксы 2, содержащие вооружение и военную технику 3, которые требуют энергетического обеспечения условий хранения и технического обслуживания. Перегородки 6 между боксами 2, для размещения образцов вооружения и военной техники 3 и среднего технического бокса 4, выполнены из заземленной металлической сетки, что обеспечивает отвод в землю статического электричества, кроме того, металлическая сетка обеспечивает свободный проход воздуха между боксами 2 и 4. В дневное время солнечная радиация воздействует на пленочные солнечные батареи 7, расположенные на полукруглой крыше 8 герметичного хранилища 1, ориентированного одной длинной стороной на юг в целях лучшего освещения пленочных солнечных батарей 7. Пленочные солнечные батареи 7 электрически связанны с КЗР 13, который направляет выработанную пленочными солнечными батареями 7 электроэнергию на зарядку БАКБ 24 и контролирует уровень зарядки этих батарей. Накопленная в БАКБ 24 электроэнергия с помощью электронного программируемого контроллера управления (ЭПКУ) 47 направляется в инвертор 25, в котором постоянное напряжение преобразуется в переменное 220 В, 50 Гц необходимое потребителям для обслуживания. Блок аккумуляторных батарей 24 размещен в изолированном крайнем энергетическом боксе 5, который используется в качестве хранилища электроэнергии, запасенной от работы ПСБ 7. Освещение боксов 2, 4, 5 осуществляется системой солнечного освещения 9. Солнечная радиация проникает через оптически активный купол 11 внутрь световодной трубы 10, где, отражаясь от ее внутренних зеркальных стенок, попадает на рассеиватель и происходит освещение боксов 2, 4, 5. Оптически активный купол 11 выполняет функцию сбора солнечной радиации следующим образом. Лучи солнечной радиации, падающие на выпуклую часть плосковыпуклой линзы 13, преломляются и параллельными пучками с плоской части плосковыпуклой линзы 13 попадают внутрь световодной трубы 10. Лучи солнечной радиации, падающие на выпуклую часть боковых секторных усеченных плосковыпуклых линз 14, оптически активного купола 11, также преломляются и параллельными пучками под углом 45° проникают на внутреннюю зеркальную поверхность световодной трубы 10 и далее, многократно отражаясь, попадают на рассеиватель 12, который освещает боксы 2, 4, 5. Эффективность оптически активного купола 10 по сбору лучей солнечной радиации повышена, так как площади выпуклых частей плосковыпуклой линзы 13 и боковых секторных усеченных плосковыпуклых линз 14 всегда больше площади их плоских частей. Как показали экспериментальные исследования, световодная труба диаметром 350 мм способна осветить площадь 17-19 м² в достаточной степени, чтобы проводить регламентные работы с вооружением и военной техникой 2. В случае недостаточного освещения боксов 2, 4, 5, в случае пасмурной погоды и в вечернее время, по показанию датчика освещенности 28 ЭПКУ 43 подготавливает электрическую цепь к включению светодиодных ламп 15, расположенных вокруг рассеивателей 12. Для того чтобы светодиодные лампы 15 включились, необходимо наличие личного состава в боксах 2, 4, 5 в этом случае датчик движения 29 подает сигнал на ЭПКУ 43, который подключает БАКБ 24 к светодиодным лампам 15. Это обстоятельство может быть использовано после сдачи герметичного хранилища 1 под охрану как сигнал о проникновении в герметичное хранилище 1 посторонних лиц. Известно, что новая полностью заряженная аккумуляторная батарея после долгого хранения частично теряет свой заряд, поэтому приходится аккумуляторы снимать и заряжать их в специальных помещениях. Поэтому в целях поддержания вооружения и военной техники 3 в постоянной боевой готовности существующая процедура зарядки аккумуляторных батарей заменена на беспроводную зарядку аккумуляторных батарей вооружения и военной техники 3, находящейся в боксах 2, без их снятия. Система беспроводной зарядки аккумуляторных батарей (БЗАКБ) 16 работает следующим образом. Кабель 22, который подключен к аккумуляторным батареям (не обозначены), установленным на образцах вооружения и военной техники 3, электрически связан, через контроллер заряда-разряда 23, с ЭПКУ 43, который контролирует уровень зарядки каждой из этих аккумуляторной батарей. Если уровень зарядки аккумуляторной батареи будет ниже 75%, тогда ЭПКУ 43 подключает БАКБ 24 к электронному блоку 17, который формирует высокочастотное напряжение на передающей катушке 18, в свою очередь передающая катушка 18 дистанционно передает высокочастотное напряжение на приемную катушку 19. Диодный мостик 20 приемной катушки 19 выпрямляет высокочастотное напряжение в постоянное напряжение, которое через специальный разъем 21 и кабель 22 поступает на зарядку аккумуляторных батарей (не обозначены), установленных на образцах вооружения и военной техники 3, находящейся на хранении в боксах 2 герметичного хранилища 1. Важным показателем сохранности вооружения и военной техники 2 является уровень влажности в боксах 2 герметичного хранилища 1. Уровень влажности, согласно требованиям нормативной документации по организации хранения вооружения и военной техники, определяется с помощью датчика влажности 26, установленного в герметичном хранилище 1. Датчик влажности 26 электрически связан с ЭПКУ 43. При показании датчика влажности 26 выше допустимой нормы подается сигнал на ЭПКУ 43, который включает водяной насос 42 и подается напряжение на ТЭН-ы 33 и электровентилятор 34, при этом ТЭН-ы 33 нагреваются, а электровентилятор 34 подает влажный воздух на горячие ТЭН-ы 33. Включенный водяной насос 42, установленный в скважине 41, подает холодную воду из скважины по трубопроводу 44 в верхний коллектор 36, из которого холодная вода по медным трубкам 38 поступает в нижний коллектор 37. Причем холодная вода из скважины 41, проходя по медным трубкам 38, охлаждает их. Влажный воздух из боксов 2, 4, 5 подается с определенной скоростью электровентилятором 34 на горячие ТЭН-ы 33, установленные в четыре ряда в шахматном порядке, влажный воздух из герметичного хранилища, проходя через горячие ТЭН-ы 33, интенсивно нагревается. Горячий воздух, выходя из цилиндрической части 32, попадает в диффузор 31. На выходе из диффузора 31 скорость горячего воздуха уменьшается. С уменьшенной скоростью горячий воздух проходит между холодными медными трубками 38, расположенными в четыре ряда в шахматном порядке. При соприкосновении горячего воздуха с холодными медными трубками 38 на их поверхности конденсируется влага, которая по внешней стороне этих трубок стекает в лоток 39 и далее по трубопроводу 40 в скважину 41. Таким образом, удаляется влага из воздуха боксов 2, 4, 5. Кроме того, система автоматического принудительного осушивания воздуха 30 в отапливаемых хранилищах выполняет также функцию теплонагревателя. Тогда датчик температуры 27, при достижении температуры в боксах 2, 4, 5 ниже требуемой, посылает электрический сигнал на ЭПКУ 43, который подает напряжение на ТЭН-ы 33 и электровентилятор 34. При этом ТЭН-ы 33 нагреваются, а электровентилятор 34 с определенной скоростью подает охлажденный воздух из боксов 2, 4 на горячие ТЭН-ы 33. Охлажденный воздух из боксов 2, 4, проходя через расположенные в четыре ряда в шахматном порядке горячие ТЭН-ы 33, нагревается и через диффузор 31 и между медными трубками 38 поступает обратно в боксы 2, 4, 5. Таким образом, воздух внутри герметичного хранилища нагревается. Использование воды из скважины 41 в целях мойки вооружения и военной техники 3, при подготовке ее к режиму хранения, происходит следующим образом. В ручном режиме двухходовой кран 45 переключается в положение, когда поступление воды по трубопроводу 44 в систему автоматической принудительной осушки воздуха 30 перекрыто, а поступление воды в вентильный кран 45 открыто. Вентильный кран 45 соединен с патрубком 46, служащим для подключения моечного шланга 47, с помощью которого осуществляется мойка вооружения и военной техники 34. Таким образом предлагаемое изобретение позволяет снизить материальные затраты на электроснабжение за счет преобразования солнечной радиации с помощью пленочных солнечных батарей в электрический ток, а также за счет использования солнечного освещения с помощью световодных труб с оригинальным оптически активным куполом. Кроме того, автоматизированная система принудительного осушивания не только извлекает влагу из воздуха без использования силикагеля, но также служит электрическим подогревателем воздуха в герметическом хранилище. Новым является наличие скважины внутри герметичного хранилища и водяного насоса в нем, обеспечивающего работу автоматизированной системы принудительного осушивания и мойку вооружения и военной техники.

1. Автономное хранилище, содержащее герметизированное хранилище, датчик влажности, систему осушения воздуха, отличающееся тем, что содержит перегородки между боксами для размещения образцов вооружения и военной техники и средним техническим боксом, выполненные из заземленной металлической сетки, систему автономного электроснабжения герметизированного хранилища, систему солнечного освещения, размещенную на вершине полукруглой крыши герметичного хранилища над каждым из боксов и состоящую из световодных труб, оптически активных куполов, закрепленных на верхнем конце световодных труб, рассеивателей, установленных на нижнем конце световодных труб, причем оптически активный купол состоит из: плосковыпуклой линзы, установленной на вершине оптически активного купола, плоской частью обращенной вовнутрь световодной трубы, сопряженных с плосковыпуклой линзой и между собой боковых секторных усеченных плосковыпуклых линз, установленных под углом 45-58° к горизонту, а плоской частью обращенных вовнутрь оптически активного купола, систему беспроводной зарядки аккумуляторных батарей, контроллеры заряда-разряда блока аккумуляторных батарей, установленных в крайнем энергетическом боксе, инвертор, датчики температуры, освещенности и движения, установленные в герметичном хранилище, систему автоматической принудительной осушки воздуха, состоящую из скважины, пробуренной в среднем техническом боксе, диффузора с цилиндрической частью, теплоэлектрических нагревателей, расположенных в шахматном порядке в четыре ряда и установленных перед электровентилятором в цилиндрической части диффузора, конденсатора влаги, состоящего из верхнего и нижнего коллекторов, медных трубок, расположенных в шахматном порядке в четыре ряда и соединяющих верхний и нижний коллекторы, лотка для слива конденсата, трубопровода для отвода конденсата в скважину, трубопровода для подачи воды в верхний коллектор, электронного программируемого контроллера управления, электрически связанного с датчиком влажности и электровентилятором, блок аккумуляторных батарей, систему беспроводной зарядки аккумуляторных батарей, установленных на образцах вооружения и военной техники.

2. Автономное хранилище по п. 1, отличающееся тем, что систему автономного электроснабжения составляют пленочные солнечные батареи, расположенные по всей внешней поверхности полукруглой крыши герметичного хранилища, аккумуляторные батареи, контроллер заряда-разряда блока аккумуляторных батарей, установленных в крайнем энергетическом боксе, и инвертор.

3. Автономное хранилище по п. 1, отличающееся тем, что систему беспроводной зарядки аккумуляторных батарей составляют электронный блок, передающая катушка, формирующая высокочастотное напряжение, которое дистанционно передается на приемную катушку, диодный мостик, служащий для преобразования высокочастотного напряжения в постоянное напряжение, которое поступает на зарядку аккумуляторных батарей, установленных на образцах вооружения и военной техники.

4. Автономное хранилище по п. 1, отличающееся тем, что для мойки вооружения и военной техники содержит двухходовой кран, служащий для подачи воды от водяного насоса в вентильный кран с патрубком, соединенный с моечным шлангом.