Датчик слежения гелиотехнической установки

Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ7/02 с пр инением заявки 02 Гасударственный комет Совета Министров ССС по делан нзооретеннй н открытий(088.8)45) Дата опубликования описания 07. 06 .78) Авторыизобретени Р, А, Хакимов, Р, А, Зах и А. Г. Бициков Центральное проектно-консгрукторское и технологическое бюр научного приборостроения АН УЗССР) ПАТЧИ СЛЕЖЕНИЯ ГЕЛИОТЕХНИЧЕСКОЙТАНОВКИ 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 11) .Сигнал разбаланса с фотоэлементов через усилители поступает на систему двигателей, осуществляющих 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, перемещает концентратор до тех пор, пока фокальное пятно не сдвинется в нейтральное положение и не попадет в отверстие между биметаллическими пластинами. Такой датчик является наиболее близкимк изобретению по технической сущности и достигаемому результату,Однако и этому датчику присущи недостатки, заключающиеся в относительно низкой чув 5 ствительности и узком диапазоне угла слежения.Низкая чувствительность обусловлена тем,что датчик работает при очень высоких температурах в фокальном пятне, т. е. он не будет0 чувствовать изменение температуры на десятки градусов. Кроме того, датчик обладает большой инерционностью за счет того, что рабочийконец биметаллов закреплен непосредственнона специальной опоре, что увеличивает массудатчика, и охлаждение рабочего конца приуходе фокального пятна замедляется по времени. Связь биметаллов с концентратором осуществляется непосредственно без промежуточных звеньев (усилителей, преобразователей идвигателей). Отсутствие исполнительных двигателей с редукторами с большой величинойпередаточного числа создает особенно большуюпогрешность. Диапазон смещения концентратора очень узкий, т. е. с помощью такогомеханизма нельзя обеспечить поворот концентратора на 180 по азимуту и на 90 по зе 5 ниту.,1 р 8 ЯВР.Лгфгде ЛР - перепад давления;Я - расход жидкости;1 - длина капиллярной трубки; 50 Цель изобретейия - повышение чувс 1 ви.тельности и надежности да, чика слежениягелиотехнической установки,Это достигается тем, что чувствительныеэлементы выполнены в виде заполненшлхжидкостью герметичных зондов, изогнутых по контуру фокального пятна концентратора, внутри которых расположены капиллярные трубки, заполненные тойже жидкостью и включенные в замкнутый циркуляционный контур, снабженный отборниками иподсоединенными к дифманометру,На чертеже схематически .изображен датчик слежения гелиотехническоя установки .(концентратор на схеме не показан).Он имеет корпус 1 и четыре чувствительныхэлемента, каждый из которых содержит 1 герметичный зонд 2, внутри которого расположенакапиллярная трубка 3, трубопроводы 4, отборники 5, привод 6 с редуктором 7 и насосом 8, . чфмаиометр 9 и исполнительный двигатель 10 один из двигателей азимута или 20зенита).Принцип работы заключается в следующем.Сконцентрированные сод неч ные лучи образуют фокальное пятно, вокруг которого попарно для зенитальной и азимутальной плоскостейрасположены чувствительные элементы, изогнутые по контуру пятна При движении солнца фокальное пятно смещается, освещает одиниз чувствительных элементов, и происходитнагрев зонда 2, Каждый из зондов наполненопределенной жидкостью. Внутри зонда установлена капиллярная трубка З,соединенная трубопроводами 4 с насосом 8. Насос 8, капиллярнаятрубка 3 и соединительные трубопроводы 4 заполнены той же жидкостью, что и зонд, ипредставляют собой замкнутый циркуляцион- З 5ный контур, Привод 6, редуктор 7 и насос 8 составляют узел дозирования жидкости. Жидкостьзаполняющая замкнутый циркуляционный контур и зонд 2 выбирается с известной вязкостнотемпературной характеристикой большой крутизны. Насос 8 непрерывно перекачивает жидкость через капиллярную трубку 3. На концахтрубки 3 создается перепад давления, величинакоторого зависит от вязкости перекачиваемойжидкости. В свою очередь, вязкость жидкостипри постоянном значении концентрации зависит от температуры, то есть падение давленияесть функция температуры при постоянном расходе. Перепад давления на концах капиллярной трубки определяется из соотношения г - радиус капиллярной трубки: р - динамическая вязкость.В этом выражении перепад давления Ь Р зависит только от вязкости, т. е. Ь Р = К игде К =ЛгфВязкость, в свою очередь, зависит от температуры, т. е.сТ о.где а и с - константы;Табсолютная 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 изобретенияДатчик слежения гелиотехнической установки с концентратором солнечной энергии, содержащий чувствительные элементы, отличаюи 1 ийся 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 США3213285, кл, 250 - 215,1963.612063 Составитель А. СмирноваТехред О. Луговая Корректор А. Лакида Тираж 656 Подписное Редактор Н. РазумоваЗаказ 3436/33 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий П 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4