Датчик слежения гелиотехнической установки

Датчик слежения гелиотехнической установки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено15.07.76 (21) 2385565/25-06 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 25,06.78,Бюллетень №23 (45) Дата опубликования описания 07. 06 .78

0 )- 612063

2 (51) М. Кл.

V 03 (; 7/02

Г 24 3 3/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делан нзооретеннй н открытий (53) УДК 662.997 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. A. Хакимов, P. А. Захидов и А. Г. Бицнков

Центральное проектно-KofrcTpyKTopcKoe и технологическое бюро научного приборостроения АН УЗССР (71) Заявитель (54),ПАТЧИК СЛЕЖЕНИЯ ГЕЛИОТЕХНИЧЕСКОЙ

УСТАНОВКИ

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано при создании автоматических систем слежения автономных и стационарных гелиотехнических установок, в частности датчиков слежения.

Известен датчик слежения гелиотехнической установки с концентратором солнечной энергии, в фокальной плоскости которого расположены фотоэлементы (1).

Сигнал разбаланса с фотоэлементов через усилители поступает на систему двигателей, осушествляющих азимутально-зенитальное вращение установки.

Недостатком этого датчика является высокая стоимость фотоэлементов.

Известен и другой датчик слежения гелиотехнической установки с концентратором солнечной энергии, содержащий чувствительные элементы, в качестве которых использованы биметаллические пластины, установленные радиально вокруг фокального пятна (2).

При смещении фокального пятна нагревается одна из пластин, которая изгибаясь, перемешает концентратор до тех пор, пока фокальное пятно не сдвинется в нейтральное положение и не попадет в отверстие между биметаллическими пластинами.

Такой датчик является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Однако и этому датчику присущи недостатки, заключающиеся в относительно низкой чува ствительности и узком диапазоне угла слежения.

Низкая чувствительность обусловлена тем, что датчик работает при очень высоких температурах в фокальном пятне, т. е. он не будет

10 чувствовать изменение температуры на десятки градусов. Кроме того, датчик обладает большой инерционностью за счет того, что рабочий конец биметаллов закреплен непосредственно на специальной опоре, что увеличивает массу датчика, и охлаждение рабочего конца при уходе фокального пятна замедляется по времени. Связь биметаллов с концентратором осуществляется непосредственно без промежуточных звеньев (усилителей, преобразователей и двигателей). Отсутствие исполнительных двигателей с редукторами с большой величиной передаточного числа создает особенно большую погрешность. Диапазон смещения концентратора очень узкий, т. е. с помощью такого механизма нельзя обеспечить поворот концентратора на 180 по азимуту и на 90 по зе25 ни ту.

612063,1р 8Я(р

Л г где Qp — перепад давления;

Q — расход жидкости;

1 — длина капиллярной трубки;

Цель изобретейия — повышение чув,"гви.тельности и надежности дач11ка слежения гелиотехнической установки.

Это достигается тем, что чувствительные элементы выполнены в виде заполненных жидкостью герметичных зондов, изогнутых по контуру фокального пятна концентратора, внутри которых расположены капиллярные трубки, заполненные той же жидкостью и включенные в замкнутый циркуляционный контур, снабженный отборниками 10 подсоединенными к дифманометру.

На чертеже схематически .изображен датчик слежения гелиотехническоя установки (концентратор на схеме не показан).

Он имеет корпус 1 и четыре чувствительных элемента, каждый из которых содержит герметичный зонд 2, внутри которого расположена капиллярная трубка 3, трубопроводы 4, отборники 5, привод 6 с редуктором 7 и насосом 8.;чфмаиометр 9 и исполнительный двигать-, ь 10 один из двигателей азимута или 20 зенита).

Принцип работы заключается в следующем.

Сконцентрированные сол неч ные лучи образуют фокальное пятно, вокруг которого попарно для зенитальной и азимутальной плоскостей расположены чувствительные элементы, изогнутые по контуру пятна При движении солнца фокальное пятно смещается, освещает один из чувствительных элементов, и происходит нагрев зонда 2. Каждый из зондов наполнен определенной жидкостью. Внутри зонда установ лена капиллярная трубка 3, соединенная трубопроводами 4 с насосом 8. Насос 8, каниллярная трубка 3 и соединительные трубопроводы 4 заполнены той же жидкостью, что и зонд, и представляют собой замкнутый циркуляцион- З5 ный контур. Привод 6, редуктор 7 и насос 8 составляют узел дозирования жидкости. Жидкость заполняющая замкнутый циркуляционный контур и зонд 2 выбирается с известной вязкостнотемпературной характеристикой большой крутизны. Насос 8 непрерывно перекачивает жидкость через капиллярную трубку 3. На концах трубки 3 создается перепад давления, величина которого зависит от вязкости перекачиваемой жидкости. В свою очередь, вязкость жидкости при постоянном значении концентрации зави- 45 сит от температуры, то есть падение давления есть функция температуры при постоянном расходе. Перепад давления на концах капиллярной трубки определяется из соотношения г -- радиус капиллярной т1>юбки:

p. — динамическая вязкость.

В этом выражении перепад давления Ь Р зависит только от вязкости, т. е. Ь Р = К. и,, где К=

Лг

Вязкость, в свою очередь, зависит от температуры, т. е. с

То. где а. и с — ко н ста нты;

Т --- абсолютная температура.

Таким образом, перепад давлений на концах капиллярной трубки зависит в конечном счете от температуры жидкости. Этот перепад давления измеряется дифференциальным манометром 9, имеющим встроенное 2-х позиционное регулирующее устройство, которое управляет включением одного из двигателей азимута или зенита. Включение двигателя происходит при наличии перепада давления на концах капиллярной трубки 3, т. е. при попадании фокального пятна на зонд 2. Работа двигателя длится до тех пор, пока фокальное пятно не займет нейтральное положение, т. е. пока гелиотехническая установка не будет точно сориентирована по оси Солнца.

Благодаря применению предложенных чувствительных элементов значительно повышается чувствительность гелиотехнической установки в целом. Кроме того, датчик слежения обладает высокой точностью, надежностью и помехоустойчивостью и не требует электронных преобразователей и усилителей.

Формула изобретения

Датчик слежения гелиотехнической установки с концентратором солнечной энергии, содержащий чувствительные элементы, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности, чувствительные элементы выполнены в виде заполненных жидкостью герметичных зондов, изогнуть;х по контуру фокального пятна концентратора, внутри которых расположены капиллярные трубки, заполненные той же жидкостью и включенные в замкнутый циркуляционный контур, снабженный отборниками, подсоединенными к дифманометру.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ягудаев М., Д. Высокотемпературная солнечная печь диаметром 2 м. «Гелиотехника», № 1, 1965, с. 33.

2. Патент США № 3213285, кл. 250 — 215, 1963.

612063

Составитель A. Смирнова

Техред О. Луговая Корректор А. Лакида

Тираж 656 Подписное

Редактор Н. Разумова

Заказ 3436/33

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4