Система автоматического управления солнечной печью

Союз Советских Социапистмчаских РаспубкккОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ оп 775541(23) Приоритет -Р 24 д 3/02 Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ПЕЧЬЮ 1Изобретение относится к области гелиотехники и может быть использовано для управления солнечными печами, предназначенными для термической обработки материалов с помощью 5 солнечной энергии, в частности, для плавления материалов с помощью концентрации солнечной энергии.Известна система автоматического управления солнечной печью, содержа О щая двухкоординатный датчик, выходы которого соединены с приводами гелиостата по азимуту и зениту, направляющего солнечные лучи на концентратор, в Фокусе которого рас" 15 положен приемник 1.В этих системах производится регулирование пространственного положения солнечного потока, отраженного от гелиостата и направленного на кон О центратор с помощью сигналов, вырабатываемых двухкоординатным датчиком, пропорционалЬных отклонению солнечного потока от оптической оси двухкоординатного датчика и поступающих на 25 приводы гелиостата по азимуту и зениту, Ввиду того, что погрешности установки и юстировки двухкоординатного датчика относительно концентратора имеют достаточно большие значения,порядка десятков угловых секунд, для надежного управления солнечной печью необходимо выполнять двухкоординатные датчики с весьма малой, порядка единиц угловых секунд, зоной нечувствительности, что, в свою очередь, не позволяет существенно расширить зону линейности характеристики двухкоординатных датчиков.В случае разъюстировки двухкоординатных датчиков в таких системах надежность управления солнечной печью снижается.Кроме того, в этих системах отсутствует возможность плавной регулировки температуры в солнечной печи в требуемых пределах с заданной точностью, что снижает функциональные возможности солнечной печи и качество производимой в ней продукции.Цель изобретения - повышение надежности управления солнечной печью.Поставленная цель достигается тем, что двухкоординатный датчик снабжен подсоединенными к его выходам приводами по азимуту и зениту, а система дополнительно содержит датчики углов поворота по азимуту и зениту двухкоординатного датчика, выходы которых Соединены ссоответствующими прннодами гелиостата. Кроме того, система дополнительно содержит датчик и эадатчик температуры приемника, подсоединенные через сравнивающее устРойство к приводу двухкоординатного датчика по азимуту.На чертеже показана принципиальная схема системы автоматического управления солнечной печью.Схема содержит двухкоординатный датчик 1, выходы которого соединены с приводами 2 и 3 гелиостата 1 4 по азимуту и зениту, направляющего солнечные лучи на концентратор 5, в Фокусе которого расположен приемник б. Двухкоординатный датчик снабжен подсоединенными к его выходам 1 приводами 7 и 8 по азимуту и зениту, а система дополнительно содержит датчики 9 и 10 углов поворота по азимуту и зениту двухкоординатного датчика 1, выход датчика 9 соединен Щ с приводом 2, а выход датчика 10 с приводом 3 гелиостата 4.Кроме того, система дополнительно содержит датчик 11 и задатчик 12 температуры приемника 6, подключенные к сравнивающему устройству 13 и подсоединенные через сравнивающее устройство 13 к приводу 7 двухкоординатного датчика 1 по азимуту.Работает система автоматического управления солнечной печью следующим образом.Гелиостат 4 осуществляет отражение солнечных лучей и направляет их на концентратор 5 при помощи приводов 2, 3 гелиостата 4 по.азимуту и 35 зениту, управляемых сигналами с двух- координатного датчика 1 и сигналов с датчиков 9 и 10 углов поворота по .азимуту и зениту, которые вырабатывают сигналы, пропорциональные поло О жению двухкоординатного датчика 1, вращаемого при помощи приводов 7 и 8 двухкоординатного датчика 1 по азимуту и зениту, Сигналы с двухкоординатного датчива 1 используются . 4 как для управления приводами 7 и 8 двухкоординатного датчика 1, так и для управления приводами 2 и 3 гелиостата 4, причем в последнем случае зти сигналы являются коррек,тирующими, так как пропорциональны угловой скорости линии визирования Солнца, что повыаает точность регу-, лирования температуры.Построение системы автоматического управления солнечной печью по 55 такой Функциональной схеме позволяет обеспечить работу двухкоординатного датчика 1 вблизи его зоны нечувствительности, что, во-первых, сйижает требование к линейности его у харак 1 еристики,а, во-вторых, позволяет обеспечить регулирование температуры печи, за счет отведения двухкоординатного датчика 1 по одной иэ координат, например, по аэимуту при помощи привода 7 двухкоординатного датчика по азимуту, управляемого сигналом рассогласования между заданным значением температуры,поступающим из эадатчика 12 и текущимзначением температуры в приемнике б,измеряемой датчиком 11 температуры,вырабатываемым в сравнивающем устройстве 13Построенная таким образом системаавтоматического управления солнечнойпечью позволяет существенно расширитьдиапазон плавного регулирования температуры при одновременном повьиаенииточности поддержания температурногорежима в солнечной печк, При этом увеличивается диапазон плавного регулирования температуры и точность посравнению с системой,использующейдвухкоординатние солнечные датчикис зоной линейности 10 угловых минут,а также существенно снижаются требования к линейности характеристикидвухкоординатного датчика, требованияк качеству его оптических элементов,что снижает их стоимость. Снижаютсятакже расходы по доводочным работам,состоящим иэ установки и юстировкицвухкоординатных солнечных датчиков.И, наконец, применение управляемых по угловому положению солнечныхдатчиков позволяет весьма просто компенсировать разъюстировку оптических осей солнечных датчиков относительно оси концентратора из-за тектони-.Жских или каких-либо других подвижек Земли и элементов конструкции,что повыаает надежность системы в целомФормула изобретения1. Система автоматического управления солнечной печью, содержащаядвухкоординатный датчик, выходы которого соединены с приводами гелиостата по азимуту и зениту, направляющего солнечные лучи на концентратор, вФокусе которого расположен приемнико т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения надежности, двухкоординатный датчик снабжен подсоединенными к его выходам приводами по азимуту и зениту, а система дополнительно содержит датчики углов поворотапо азимуту и зениту двухкоординатного датчика выходы которых соединены с соответствующими приводами гелиостата.2. Система по и 1, отличающ а я с я тем, что она дополнительно ссдержит датчик и задатчик температуры прйемника, подсоединенныечерез сравнивающее устройство к приводу двухкоординатного датчика поазимуту.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Солнечные высокотемпературныепечи, Под ред, Баума В,А., И., ИЛ,1960, с.44-58.