CS200311B1 - Zařízení pro preventivní vyrovnávání elektrických nábojů a/nebo snímání a vedení elektrického potenciálu troposféry, zejména z mezní vrstvy atmosféry - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro preventivní vyrovnávání elektrických nábojů a/nebo snímání a vedení elektrického potenciálu troposféry, zejména z mezní vrstvy atmosféry, a tím i omezení nerovnovážných stavů v atmosféře a jejich následných účinků.

Známá zařízení, jako jaou upoutané balony a kovovým elektrickým svodem k zemi, mají řadu nevýhod vyplývajících z jejioh kulového nebo doutníkového tvaru, Například již výroba a doprava balonů, zejména vícekomorových, je speciální a proto také nákladná. Plnění těchto balonů vyžaduje ochranný hangár a míra plnění balonů musí odpovídat předem stanovené výšce. Po dosažení stanovené výšky je balon vystaven jako terč selektivním účinkům příslušných klimatických podmínek, existujících v okolí balonu, bez možnosti kompenzace například jinými účinky klimatu z nižších vrstev. Soustředění velkého množství plynu, a výjimkou helia, v objemu balonu představuje zvýšené nebezpečí, které odpovídá obtížnosti manipulace.a objemu balonu. Tyto uvedené a známé nevýhody omezují používání balonů na nejnutnější případy, například ke stanovení proudových oscilogramů přímého zásahu blesku. Upoutané balony přes své nevýhody sa dosud udržely při použití moderních umělých folií, například polyetylenových. Výhodnost těchto folií je však znehodnocena geometrií balonů.

Podstatou zařízení pro preventivní vyrovnávání elektrických nábojů a/nebo snímání « vedení elektriokého potenciálu, zejména z mezní vrstvy atmosféry, a tím také omezení nerovnovážných stavů v atmosféře a jejioh následných účinků podle vynálezu je, že je vytvoře200 311

200 311 no z aspoň jedné odvíjeoí stanice, z aspoň jedné plnicí stanice a z aspoň jedné ovládací stanice· Mezi aspoň jednou odvíjeoí stanicí a alespoň jednou plnicí stanicí je zakotvena ve vznosu aspoň jedna tubulární fólie naplněná kyslíkem lehčím vzduchu a vytvořena například z polyetylénu. Tato tubulární fólie je aspoň na části svého vnějěího povrchu opatřena aspoň jedním elektricky vodivým pruhem, popřípadě účelně přeruěovaným. V odvíjeoí staniol je tubulární fólie sevřena mezi elektricky vodivé válečky β rovnoběžnými osami k sobě přitlačované, které jsou elektricky vodivě spojeny s elektrickými měřicími a/nebo signálními přístroji s přes první bleskojistku se.druhým zemničem elektricky vodivě spojeným s prvním zemnlčem. Tubulární fólie je navinuta na cívku se zásobníkem, na jejichž hřídeli je upevněn senvomecheniemua pro odvíjení, přičemž zásobník tubulární folie je uložen otočně na patním ložisku, upevněném přea elektrickou izolační podložku na orvním zemniči, a táhlem je spojen ae servomechaniamem pro pootáčení kolem vertikální osy. V plnicí stanici je tubulární fólie navlečena na přírubu z elektrického izolantu o průměru odpovídajícím jejímu průměru. Elektricky vodivý pruh na vnějším povrchu tubulární fólie je přes druhou bleskojistku připojen elektrloky vodivě ke čtvrtému zemniči spojenému elektricky vodivě se třetím zemničem. Příruba z elektrického izolantu je upevněna na ústí plnicího zařízení nad komorou s talířovým závěrem pro vypouštění plynu z tubulární fólie, ovládaným servomechanismem. V prostoru mezi přírubou a ústím pro talířový závěr je vyústěno hrdlo plnicího zařízení, upebněného na třetím zemniči, Jímž je zároveň přímo uzemněno. ^Aoto hrdlo plnicího zsřízení je potrubím a přea redukční ventil spojeno s láhvemi se stlačeným plynem lehčím vzduchu. Ke komoře s talířovým závěrem je konečně upevněno ústi komínku. Ovládací pult v ovládací stanici je spojen nekovovými potrubími se servosystémy odvíjeciho zařízení v odvíjecí stanici a dalěím nekovovým potrubím se servosystémem v plnicí stanici.

hlediska výhod řešení podle vynálezu a jím dosahovaných vyšších, popřípadě nových účinků je účelem vynálezu odstranění nevýhod, plynoucích z kulového nebo doutníkového tvaru balonů a také nevýhod, plynoucích ze způsobu zakotvení balonů lanem a to důsledným využitím tubulárního tvaru fólie, nebot materiálové vlastnosti umělé folie, zejména mechanické vlastnosti, tepelné, elektrické a chemické vlastnosti plně vyhovují a nabízejí se pro tento účel. Navíc tubulární tvar fólie je dán přímo výrobní technologií a je tudíž jeji využití spojeno s výhodně nízkými náklady. Dále je účelem vynálezu vytvoření dostatečně velké vznosné síly pro dosažení výšky 5 až 6 km i více, při omezeném průřezu elektricky vodivého polepu na tubulární folii. Vynálezem má být usnadněna a zjednodušena doprava, která skutečně v případě svinuté fólie je naprosto snadná, pohodlná a levná, “ejména je však účelem vynálezu snížit na minimum riziko vzniku nebezpečí kumulace plynu, to je prakticky vodíku, nebot tubulární fólie přechází kontinuálně během plnění do vznosu a to i na nechráněném terénu při síle větru do rychlosti 2m/s, což postačuje přo preventivní účely snímání potenciálu. Konečně je účelem vynálezu zajistit vertikální polohu tubulární fólie automatickou regulací tlaku plynu v libovolné výšce při kontrole z místa plnění, rovnoměrné napínání vztyčné tubulární fólie silou větru ve všech vrstvách a vytvoření konečného tvaru vertikální spirály, zakotvené nad zvolenou oblastí.

200 311 i

Podstata předmětu vynálezu je v dalěím popise vysvětlena na příkladu uspořádání zařízení podle vynálezu, které je popsáno pomocí připojených výkresů, na nichž je znázorněno; na obr. 1 celkové uspořádání navrženého zařízení, na obr. 2 provedení tubulární fólie, na obr. 3 a na obr. 4 odvijeci zařízení ve dvou různých polohách.

Ka obr. 1 tubulární fólie Laumělé hmoty, například z polyetylénu, o průměru 370 mm, o nese hliníkový polep 2 o oelkové průřezu 10 mm a má váhu 60 g/1 m. Tato tubulární fólie 1 je znázorněna ve vznosu, ve tvaru dvojramenného stožáru lehčího vzduchu, K_a tubulární fólii 1 upravený elektricky vodivý polep 2 popřípadě kovový pruh je bud po celé délce fólie souvislý nebo je podle potřeby přeruěen, například ve vrcholu stožáru. Stožár je zakotven na dvou místech označených jako zaprvé odvijeci stanice 27 a zadruhé plnicí stanice 28. Ma odvijeci stanici 27 je uspořádána civka 2 zásobníku 4 tubulární fólie lj zásobník je upevněn přes izolační podložku 15 k prvnímu zemniči 11a. Odvíjená tubulární fólie 1 prochází k sobě přitlačovanými kovovými válečky 12a a 12b, které jedna uzavírají stlačením tubulární fólie i její plynovou náplň, jednak současně odvádějí atmosférický elektrický náboj z elektricky vodivého, například hliníkového polepu 2 k elektrickým měřicím přístrojům 12»

14, které jsou chráněny připojením přes první bleskojistku 10a ke druhému zemniči 11b, elektricky vodivě spojenému s prvním zemničem 11a. Odvijeci zařízení je dálkově ovládáno pomocí servosystému 16, 17 které jsou připojeny nekovovými potrubími 19, 20 k ovládacímu pultu 22, umístěnému v ovládací stanici 23, například v budově ve Faradayově stíněné kleci nebo ve vozidle s kovovou karosérií.. Vychýlení, respektive pootočení zásobníku 4 v odvijeci stanici 27 kolem svislé osy umožňuje patní ložisko 26. plnicí stanici 28, která je podle okolností vzdálena od stanice odvijeci 27 aspoň o několik desítek metrů, je upraveno plnicí zařízení 6 přímo uzemněné třetím zemničem 11c. Odvinutý začátek tubulární fólie 1 je upevněn k hrdlu 2 plnicího zařízení 6, jehož pomocí je tubulární fólie 1 připojena potrubím přes redukční ventil 7 k lahvím 8 se stlačeným plynem, například vodíkem nebo heliem. Tubulární fólie 1 s vodivým polepem 2 je izolována od plnicího zařízení elektroizolační přírubu 9. Vodivý polep 2 je přes druhou bleskojistku 10b připojen ke čtvrtému zemniči lid. Komínek 24 pro vypouštění plynu z tubulární fólie 1 je připojen ke komoře s talířovým uzávěrem 25 v plnicím zařízení 6, které je upevněno na třetím zemniči 11c, elektricky vodivě spojeném se čtvrtým zemničem lid. Servosystém 18 je mechanicky spojen s uzávěrem 25 a nekovovým potrubím 21 je řízen z ovládacího pultu 22 v ovládací stanici 23.

Ma obr. 2 je znázorněn nárys a půdorys části tubulární fólie 1, na jejímž vnějěím povrchu je upevněn elektricky vodivý pruh 2, popřípadě kovový polep.

Tubulární fólie je vyrobena z polyetylénu a je opatřena na několika úsecích elektricky vodivými pruhy, přímými anebo spirálovými, které jsou určeny jednak pro bezprostřední ochranu odvijeci stanice 27 a plnicí stanice 28, přičemž tyto pruhy jdou do výšky cca 50 m pro vytvoření přídavné samoindukčnosti a to zejména ve vrcholovém oblouku samoncaného stožáru, vytvořeného tubulární fólií 1. Spirálové pruhy mají různou délku, 5θ až 100 běžných metrů, jsou odstupňovány podle rozměrů komor v různých výškách stožáru. Tubulární fólie 1. je vytvořena například ze za sebou řazených polyetylenových rukávů s odstupňovanými průměry,přičemž největší průměr je ve vrcholovém oblouku stožáru.

200 311

Na obr. 3 je podrobně znázorněn půdorys odvíjecího zařízení v poloze nevychýlené z klidové polohy, na obr. 4 znázorněn půdorys téhož odvíjecího zařízení vychýleného z klidové polohy o určitý úhel alfa. 2 cívky 2 zásobníku je tubuláraí fólie χ protažena mezi dvěma kovovými válečky 12a. 12b, které jsou k sobě přitlačovány. Pístnice servomechánisrnu 17 je spojena s táhlem pro otáčení kolem svislé osy respektive vyohylování odvíjecího zařízení a cívky 2 zásobníku 4. Na hřídeli cívky 2 j® upevněn servomechanismus 16 pro odvíjení oívky 2 zásobníku £.

Tubuláraí fólie 1 je zhotovena z umělá hmoty, například z polyethylenu o tlouštce stěny 5 až 30 mikrometrů, o průměru 200 mm a více, o dálce přesahující 2 km, Tubuláraí fólie 1 je podélně pojištěna elektricky vodivým pruhem 2 nebo je opatřena kovovým polepem, popřípadě s radioaktivní přísadou. Z cívky 2 zásobníku £ v odvíječím zařízení je tubuláraí fólie 1 odvíjena přes válečky 12a, 12b. která jsou k sobě přitlačovány a tvoří uzávěr tubuláraí fólie 1. Kromě toho válečky 12a , 12b snímají z vodivého pruhů 2, popřípadě kovového polepu, elektrický náboj; oba válečky jsou součástí ochranného zařízení včetně zemničů, které svádějí do země náboj z vodivého pruhu 2. Tubuláraí fólie 1 je vedena k plnicímu zařízení, ku izolační přírubě 2» ⁿ® aíž je navlečena a upevněna. Její talířový uzávěr 2g v horní poloze, je uzavřeno ústí komory do komínkú 24 a tubuláraí fólie 1_ je plněna z láhve 8 se stlačeným plynem lehčím vzduchu přes redukční ventil 7 potrubím, jež je připojeno ku hrdlu 2 plnicího zařízení 6, Příruba 2 ² elektrického izolantu odděluje tubuláraí fólii 1 a zejména vodivý pruh 2 od plnicího zařízení 6 a zásobníku £ a cívkou 2· Tubuláraí fólie 1 při odvíjení ze zásobníku £ se postupně při plnění plynem dostává do polohy vznosu a vytváří dvouramenný stožár o výěoe aspoň 1 km rozsáhlým chráněným terénem nebo objektem. Vodivým pruhem 2 na tubuláraí fólii 1, tvoříoí stožár, se průběžně odvádí atmosferický elektrický náboj přes válečky 12a, 12b o počtu dva a víoe do elektriokýoh měřicích a/nebo signálníoh přístrojů 12» 14» Měřicí a/nebo signální elektrioká přístroje lg. 14 stanovují rozsah preventivní ochrany proti vzniku bouřky a následnému krupobití.

Přižene-li ae bouřka nad chráněný objekt odjinud, mohou být elektrioká zařízení odpojena pomooí omezovačích relé a stožár pak vyrovnává rozdíly potenciálu v atmosféře ve svislém směru. Stožár může působit i jako bleekosvod, popřípadě může vyrovnávat elektrioká přepětí přes bleskojistky lOa, l^b do země.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro preventivní vyrovnávání elektrických nábojů a/nebo snímání a vedení elektrického potenciálu troposféry, zejména z mezní vrstvy atmosféry, a tám také omezení nerovnovážných stavů v atmosféře a jejich následných účinků, vyznačené tím, že je vytvořeno z aspoň jedné odvíjecí stanice (27), z aspoň jedné plnicí stanice (26) a z aspoň jedné ovládací stanice (23), přitom mezi aspoň jednou odvíjecí stanicí (27) a aspoň Jednou plnicí stanicí (28) je zakotvena ve vznosu aspoň jedna turbulární fólie (1) naplněná plynem lehčím vzduchu a vytvořená například z polyetylénu, která je aspoň na části svého vnějěího povrchu (1) opatřena aspoň jedním elktricky vodivým pruhem (2). popřípadě účelně přerušovaným, a tato tubulární fólie (1) Je v odvíjecí stanici (27) sevřena mezi elektricky vodivé válečky (12c, 12b) s rovnoběžnými osami, k sobě přitlačované, které jsou elektricky vodivě spojeny jednak s elektrickými měřicími a/nebo signálními přístroji (13, 14), jednak přes první bleskojistku (10a) se druhým zemničem (lib) elektricky vodivě spojeným s prvním zemničem (11a), dále pak je tubulární fólie (1) navinuta na cívku (3) se zásobníkem (4), na jejíž hřídeli je upevněn servomechanismus (16) pro odvíjení, přičemž zásobník (4) tubulární fólie (1) je uložen otočně na patním ložisku (26), upevněném přes elektrickou izolač ní podložku na prvním zemniči (11a), a táhlem (29) je spojen se servomechanismem (17) pro pootáčení kolem vertikální osy, v plnicí stanici (28) je tubulární fólie (1) navlečena na přírubu (9) z elektrického izolantu o průměru odpovídajícím jejímu průměru, elektricky vodivý pruh (2) na vnějším povrchu tubulární folie (1) je přes druhou bleskojistku (10b) připojen elektricky vodivě ke Čtvrtému zemniči (lid) spojenému elektricky vodivě se třetím zemničem (11c), příruba (9) z elektrického izolantu je upevněna na ústí plnicího zařízení (6) nad komorou a talířovým závěrem (25) pro vypouštění plynu z tubulární fólie (1), ovládaným servomechanismem (18), v prostoru mezi přírubou (9) a ústím pro talířový závěr (25) je vyústěno hrdlo (5) plnicího zařízení (6), upevněného na třetím zemniči (11c), jímž je zároveň přímo uzemněno, a toto hrdlo (5) je potrubím a přes redukční ventil (7) spojeno s lahvemi (8) ae stlačeným plynem lehčím vzduchu, a konečně je ke komoře s talířovým závěsem (25) upevněno ústí komínku (24), přitom ovládací pult (22) v ovládací stanici (23) je spojen nekovovými potrubími (19,20) se servosystémy (16,17) odvíjecího zařízení v odvíjecí stanici (27) a dalším nekovovým potrubím (21) se servosystémem (16) v plnicí stanici (28).

   4 výkresy