Волноводная нагрузка

)9 55 Н 26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2.М 31 водстве бьединение Цель и работ ист азм Чии01 Р 1/24, 1979,идетельство ССС01 Р 1/26, 1988. вода обье (Т) 5 прот ЖидКоса,Симонов и В,Н.Подко эобретение относит зобретения - повь ы и коэффициента и мы охлаждения. Н щенный в корпусе в канале (К) 3 ко ный поглотитель 4 по оси которого ра кания жидкости, а е ся к радиотехнике, шение надежности олезного действия агрузка содержит 1 отрезок 2 волноторого установлен и.теплообменник сположен К 6 для го внешняя повер1756985 хность, на которой выполнены ребра 7, и корпус 8 Т 5 обрэзуют воздушную полость (ВП) 9. соединенную с К 3 через входное и выходное отверстия 10 и 11. Внешняя поверхность отрезка 2 и корпус 1 образуют К 12 жидкостного охлаждения, который соединен с К 6 Т 5, В К 6 и ВП 9 введены соответственно турбина 13 им вентилятор 14, установленные соосно с К 6 и к которым соосно с ними по окружности прикреплены магниты 15 и 16, Соседние магниты 15 турбины 13 и соседние магниты 16 вентилятора 14 ориентированы разными полюсами к глухой перегородке 17, устэновленной на Т 5 между вентилятором 14 и турбиной 13 и Изобретение относится к области волноводной СВЧ-техники и может быть использовано в нагрузках и аттенюэторахвысокого уровня мощности.Применение наГрузок в области аолноводной СВЧ-техники требует большей надежности и простоты конструкции.Известна нагрузка, содержащая объемный поглотитель, установленный внутриотрезка прямоугольного волновода, канал 10протекания жидкости, расположенный между его наружной поверхностью и корпусоми выходной и входной штуцеры,Недостатком данной конструкции является то, что ограничен уровень рэссеиваемой мощности, поскольку не предусмотрено дополнительное охлаждение воздухом,Наиболее близким к предлагаемой является сухая волноводнэя нагрузка с жидкостно-воздушным охлаждением, содержащая объемный поглотитель, установленныйв полости отрезка прямоугольного волновода, зэкороченного на конце заглушкой,внешняя поверхность которого и корпус, в 25котором он размещен, образуют канал дляпротекания жидкости, и элемент для вводэи вывода жидкости, при этом имеется система воздушного охлаждения, включающаятеплообменник в виде радиатора, внутри 30которого выполнен канал для жидкости, исоединенная с полостью отрезка прямоугольного волноводэ через входное и выходное отверстия, которые выполнены вузкой стенке отрезка прямоугольного волноводэ у его входа и в заглушке соответственно, а канал для жидкости подключен кэлементу ввода жидкости или элементу вывода жидкости. выполненной из немэгнитного материала. Мощность, поступающая нэ вход отрезка 2, поглощается в объемном поглотителе 4 и преобразуется в тепло, отводимое системой охлаждения, Поток жидкости, протекающейпо К 6, вращает турбину 13 и благодаря взаимодействию между мэгнитэми 15 и 16 вращает и вентилятор 14, который создает поток воздуха, проходящий через ВП 9, в которой он взаимодействует с ребрами 7, и К 3, способствуя лучшему охлаждению объемного поглотителя 4 и выравнивая температуру по всей его длине, что повышает надежность работы нагрузки и КПД системы охлаждения. 1 ил,Этэ конструкция обладает следующими недостэтками;а) паниженэ надежность, так как для включения насоса, для перекачки жидкости и двигателя вентилятора требуется две раздельнь 1 е электрические цепи;б) усложняется конструкция стенда, где крепится нагрузка, поскольку дополнительно необходимо закреплять устанавливать) электродвигатель и вентилятор;в) недогрукэется насос, кэчающий жидкость, поскольку всегда давление в канале протекания жидкости или расход ее превышает необходимое количество для снятия определенного уровня мощнссти только в канале протекания жидкости;г) требуется дополнительная электроэнергия для работы вентилятора,Целью изобретения является повышение надежности рэботы и коэффициента полезного действия системы жидкостного охлаждения,Поставленная цель достигается тем, что в волноводной нагрузке, содержащей рэзмещенный в корпусе отрезок волновода, в канале которого установлен объемный поглотитель и теплообменник., по оси которого расположен канал для протекания жидкости, э его внешняя поверхность, на которой выполнень 1 ребра, и корпус теплообменникэ образуют воздушную полость, соединенную с каналом отрезка волновода через входное и выходное отверстия, причем внешняя поверхность отрезкэ волновода и корпус образуют канал жидкостного охлаждения, который соединен с каналом для протекания жидкости теплообменникэ, в канал для протекания жидкости и воздушную полость введены соответственно турбина и вентилятор, установленные соосно каналу для протекания жидкости и к которым соосно им по окружности прикреплены введенные магниты, причем соседние магниты турбины и соседние магниты вентилятора ориентированы разными полюсами к введенной глухой перегородке, установленной на теплообменнике между вентилятором и турбиной и выполненной из немагнитного материала,Сущность изобретения состоит в следующем: помещение турбины в канал протекания жидкости и вентилятора в воздушной полости теплообменника позволяет через введенную магнитную связь использовать избыточную кинетическую энергию жидкости для вращения вентилятора,На чертеже изображена нагрузка в плоскости Е, разрез,Волноводный поглотитель содержит объемный поглотитель 1, установленный в полости отрезка волновода 2, который закорочен на конце заглушкой 3, На внешней поверхности отрезка волновода 2 выполнены ребра 4, причем внешние поверхности волновода 2, ребер 4 и внутренние поверхности корпуса 5 образуют канал 6 жидкостного охлаждения, на корпусе 5 выполнены элементы 7 ввода и вывода жидкости. Канал 6 жидкостного охлаждения нагрузки, через элементы 7 вывода и ввода жидкости соединен с теплообменником 8, включающим систему воздушного охлаждения, состоящую из ребер 9 в воздушной полости, соединенной с воздушной полостью отрезка волновода 2 через шланги 10 и входное и выходное отверстия 11 и 12, выполненные соответственно в узкой стенке 13 отрезка волновода 2, у его входа и в заглушке 3. Соединение же канала 6 жидкостного охлаждения нагрузки с каналом 14 протекания жидкости теплообмен ника 8 выполняется посредством втулки 15 к элементу 7 ввода или вывода жидкости, Ребра 9 в воздушной полости выполнены на внешней поверхности канала протекания жидкости 14 теплообменника 8, В канал для протекания жидкости 14 теплообменника 8 введена турбина 16, имеющая лопасти 17, стакан 18 и кольцо 19, турбина 16 установлена соосно каналу для протекания жидкости 14, к которой соосно ей по окружности в углублениях кольца 19 прикреплены введенные магниты 20 чередующейся полярности, а стакан 17 закреплен на подшипнике 21. В воздушной полости теплообменника 8 введен вентилятор 22, имеющий лопасти 23, стакан 24 и кольцо 25, В вентиляторе 22 установлен соосно каналу для протекания жидкости 14, к вентилятору 22 соосно с ним по окружности в углублениях кольца 25 прикреплены введенные магниты 26 чередующейся полярности, а стакан 24 закреплен на 5 подшипнике 27, боседние магниты 20 турбины 16 и соседние магниты 26 вентилятора 22 ориентированы разными полюсами, к введенной глухой перегородке 28, установленной на теплообменнике 8 между венти лятором 22 и турбиной 16.Глухая перегородка выполнена из немагнитного материала. Дополнительная герметизация всех узлов осуществляется с помощью резиновых прокладок 29. Канал 15 для протекания жидкости 14 в области турбины 16 закрыт от внешней среды корпусом 30, Воздушная полость теплообменника 8 закрыта от внешней среды корпусом 31.Корпус 30 и корпус 31 теплообменника 8 20 стягиваются болтами 32. Нагрузка работает следующим образом,В канал протекания жидкости теплооб 25 менника подается поддавлением жидкость,Протекая по теплообменнику, жидкостьвращает турбину, вращательный момент через магнитную связь передается вентилятору и приводит к его вращению. Вентилятор30 прогоняет воздух по замкнутому каналу,включающий полость нагрузки, а жидкостьпосле теплообменника попадает в каналпротекания жидкости в нагрузке. Затем наволноводный вход нагрузки подается СВЧ 35 энергия. Проходя по полости нагрузки, онарассеивается в объемном поглотителе ипревращается в тепло, отбираемое системой охлаждения, потоком жидкости черезсистему радиаторов в канале протекания40 жидкости нагрузки и потоком воздуха в по-лости нагрузки.Предлагаемая конструкция нагрузкиможет быть выполнена для любого поперечного сечения волновода с одним и тем же45 теплообменником,Изготовленный лабораторный образецнагрузки с теплообменником имел диаметрпротекания жидкости в теплообменнике 10мм (эа исключением поперечного сечения в50 области турбины). Лопасти турбины быливыполнены под углом 45 к направлениюдвижения жидкости, Глухая немагнитнаяперегородка в области магнитной связи поокружности имела толщину 2 мм, Перего-55 родка и весь теплообменник (за исключением турбины) были выполнены иэдюралюминия Д 16 Т, а турбина с лопастямииз латуни, Диаметр окружности, на которойразмещались магниты, составлял 80 мм, Наэтих окружностях в каждом кольце было1756985 в) значительно упрощается конструкция стенда, поскольку не требуется установка вентилятора и электродвигателя, отпадает необходимость электрической цепи и выключателя для электродвигателя, уменьшается число присоединительных шлангов, что в целом позволяет повысить надежность;г) помещение турбины в канал протекания жидкости теплообменника повышает турбулентность потока жидкости, попадающего в канал пропускания жидкости нагрузки, что способствует более эффективному теплоотбору. Составитель Н.ТкачеваРедактор В,Бугренкова Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп Заказ 3093 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 размещено по 8 магнитов через одинаковое расстояние, причем полярность магнитов чередовалась через магнит (если идти по окружности, то установка магнита на одном кольце в сторону немагнитной перегородки 5 южным полюсом, а следующий магнит устанавливался северным полюсом и т,д.). на другом кольце то же самое. Кольца в свою очередь устанавливались так, что противостоящие магниты имели противоположную 10 полярность, магниты были выполнены в виде дисков диаметром 9 мм и толщиной 5 мм. Расстояние между магнитом и немагнитной перегородкой составляло 0,5 мм, а между противостоящими магнитами в кольцах рас стояние составляло 3 мм.Лабораторный макет нагрузки имел канал сечением 28, 5 х 12,6. Испытания показали, что при избыточном давлении жидкости 2,5 кг/см в канале протекания жидкости 20 турбина дает 350 + 20 оборотов в минуту. Вентилятор, вращающийся за счет магнитной связи,создает в воздушной полости избыточное давление 1,3 + 0,1 кг/см 2, что соответствовало давлению при испытаниях 25 нагрузки прототипа, Расход воды составлял 20 л в минуту, что позволяет работать на тех же уровнях мощности, что и прототип. По сравнению с прототипом предлагае мая конструкция обладает следующими преимуществами:а) отпадает необходимость в отдельном внешнем вентиляторе с электродвигателем, имеющего дополнительную электрическую 35 цепь и выключатель, причем нет необходимости создавать дополнительную замкнутую воздушную полость для вентилятора;б) использование избыточной кинетической энергии жидкости для вращения венти лятора в воздушной полости теплообменника повышает в целом КПД системы воздушно-жидкостного охлаждения нагрузки; ф о р мул а и эо бр ете н ия Волноводная нагрузка, содержащая размещенный в корпусе отрезок волновода, в канале которого установлен объемный поглотитель и теплообменник, по оси которого расположен канал для протекания жидкости, а его внешняя поверхность, на которой выполнены ребра, а корпус теплообменника образуют воздушную полость, соединенную с каналом отрезка волновода через входное и выходное отверстия, причем внешняя поверхность отрезка волновода и корпус образуют канал жидкостного охлаждения, который соединен с каналом для протекания жидкости теплообменника, о т л и ч э ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы и КПД системы охлаждения, в канал для протекания жидкости и воздушную полость введены соответственно турбина и вентилятор, установленные соосно каналу для протекания жидкости, и к которым соосно им по окружности прикреплены введенные магниты, причем соседние магниты турбины и соседние магниты вентилятора ориентированы разными полюсами к введенной глухой перегородке, установленной на теплообменнике между вентилятором и турбиной и выполненной из немагнитного материала.