DE2319733A1

DE2319733A1 - Ersatzlastsystem

Info

Publication number: DE2319733A1
Application number: DE2319733A
Authority: DE
Inventors: Earl W Sundbye
Original assignee: Continental Electronics and Manufacturing Co
Current assignee: Continental Electronics and Manufacturing Co
Priority date: 1972-04-24
Filing date: 1973-04-18
Publication date: 1973-11-08
Also published as: US3742188A; DE2319733C3; DE2319733B2

Description

PATENTANWÄITE

DiPL-iNG. H. LEINWEBER i-ipl-ing. H. ZIMMERMANN

. A. Gf. v. WENGERSKY

6 München 2, Rosental 7, 2. Aufg.

2319/33 Tel.Adr. ielnpatMünchen

Telefon (0811) 2 «0 $9 8»

Postscheck-Konto: München 22045

den \ 8. Kp^ 'ti

Unter Zeichen

Z/Va/Sd CASE 39

CONTIIEMTAL ELECTRONICS MANUFACTURING COMPANY Dallas, Texas/U.S.A.
Ersatzlastsystem

Die Erfindung betrifft Anordnungen für Hochfrequenzenergieverbrauch und richtet sich insbesondere auf eine verbesserte Ersatzlast, die zum Verbrauch von Energie mit einer Hochfrequenzleitung verbunden werden kann,.und ein System zum Aufrechterhalten der Temperatur eines flüssigen Widerstandskühlmittels in einer Ersatzlast und zum Bestimmen der verbrauchten Energie. Dieses Aufrechterhalten der Temperatur ist notwendig, um im Hinblick auf die Widerstandsänderung des Widerstandskühlmittels in Abhängigkeit von der Temperatur das gewünschte Stehwellenverhältnis aufrechtzuerhalten.

Bisher wurden Ersatzlasten vorgesehen, bei denen der zentrale Leiter in einem Breitband-Widerstandselement endet, das zwei koaxiale Isolierrohre aufweist, durch die ein geeignetes Material, beispielsweise Natriumnitrit fließt. Solche Anordnungen sind mit äußeren Abschirmungen versehen, die mit den das Widerstandselement umgebenden Ubergangsleitungen verbunden sind, wobei das Ende der Abschirmung nach innen auf

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das Ende der Ersatzlast zu abgeschrägt ist und in eine HF-Kurzschlußverbindung für das Widerstandselement endet.

In der Kühlschaltung für diese Ersatzlast läuft das Natriumnitrit in einer Schleife um, die einen Natriumnitritbehälter und einen Wärmeaustauscher aufweisen kann. Thermistoren sind einzeln mit den Eingangs- und Ausgangsleitungen der Scheinlast verbunden, um eine Temperaturanzeige für das Natriumnitrit zu schaffen, und diese Thermistoren sind mit einem automatischen Regelungssystem verbunden, das die Temperatur des Kühlmittels auf einem mittleren gegebenen Wert hält, beispielsweise durch Regulieren des Flüssigkeitsstroms von einer Rohwasserquelle mittels eines motorgetriebenen Ventils am Eingang des Wärmeaustauschers.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, solche Ersatzlastsysteme durch Aufrechterhalten einer verbesserten Regulierung der Temperatur des flüssigen Kühlmittels über weite Bereiche der zu vernichtenden Energie zu verbessern und das Regelungssystem zu vereinfachen sowie das Stehwellenverhältnis zu verbessern und dadurch ein System mit Breitband-Kennlinien über einen außerordentlich großen Frequenz- und Energiebereich zu schaffen.

Gemäß der Erfindung weist eine Ersatzlast zur Aufnahme von über eine Übertragungsleitung erhaltener HF-Energie einen zentralen Widerstandsleiter auf, der von einem leitenden Mantel umgeben ist. Das zentrale Widerstandselement hat zwei koaxiale Isolierrohre, die so angeordnet sind, daß ein Strom eines Kühlmittels, beispielsweise N^triumnitrit, in einer Richtung durch das innere Isolierrohr um die Enden des inneren Rohres an der Verbindung des Widerstandselements mit einem Übergangsstück zum zentralen Leiter einer Übertragungsleitung und von dort in entgegengesetzter Richtung zwischen dem äußeren und

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dem inneren Rohr fließen kann. Das Leitungsübergangsstück ist so ausgebildet, daß eine Nennimpedanz aufrechterhalten wird und Antikorona- und Hochfrequenzcharakteristiken vorhanden sind. Der äußere Mantel weist einen glatten Übergang zum äußeren Leiter der Übertragungsleitung auf und verläuft über den gesamten Wifestandsabschnitt der Ersatzlast in einer Schleppkurve, wobei er am Ende der Ersatzlast nach innen auf das Widerstandselement zu abgeschrägt ist, um an ihrem Ende einen HF-Kurzschluß zu schaffen-. Der äußere Mantel ist so geformt, daß die Nennimpedanz im Übergang zur Standard-Hochfrequenzleitung aufrechterhalten wird. Bei dieser Anordnur j weist die Ersatzlast Kennlinien auf, die außerordentlich flad j bis zu wenigstens 100 MHz sind, wobei die Vorrichtung im j Hochfrequenzbereich keiner Lastverminderung unterworfen werder muß.

Das Kühlsystem für das flüssige Kühlmittel weist eine mit der Ersatzlast verbundene erste Kühlschleife für den Kühlmittelumlauf und eine zweite Schleife für den Umlauf einer anderen Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, auf, die mit der ersten Schleife durch einen Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmeaustauscher gekoppelt ist. Drei Regelventile sind in der zweiten Schleife zur Strömungsregelung und damit zum Regulieren der Temperatur des flüssigen Kühlmittels vorgesehen. Die Ventile sind motorgesteuert, wobei zwei von ihnen in der zweiten Schleife in Reihe und das dritte parallel geschaltet sind. Zwei Thermistoren sind jeweils am Eingang bzw. Ausgang der Ersatzlast mit der ersten Schleife gekoppelt und diese Thermistoren sind in einem Zweig einer Brückenschaltung in Reihe geschaltet. Eine Steuerschaltung, die auf Unausgeglichenheiten der Brückenschaltung anspricht, steuert direkt den mit einem der in der zweiten Schleife in Reihe geschalteten Ventile gekoppelten Motor. Die anderen beiden Motoren werden mit Hilfe von Ruhekontakten an Endschaltern

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der ersten Motor-Ventil-Anordnung gesteuert und erstrecken den Regulierungsbereich auf den Flüssigkeitsstrom in der zweiten Schleife, wobei die in Reihe geschalteten Ventile in gleicher Richtung wie der erste Eegelmotor gesteuert werden, während das Nebenschlußventil in entgegengesetzter Richtung gesteuert wird. Die Koppelung zwischen dem Ausgang der Brückenschaltung und der Steuerung für die Motoren kann aus einem optischen Meßrelais bestehen.

Da die mit der ersten Schleife gekoppelten Thermistoren in der Brückenschaltung in Reihe geschaltet sind, dient das Regelsystem der Regulierung der Flüssigkeitstemperatur auf dem von den Thermistoren angezeigten Dizchschnittstemperaturwert. Durch diese Anordnung wird eine einfache und billige Temperaturregulierung geschaffen.

Außerdem kann die aste Schleife Heizeinrichtungen, beispielsweise einen auf einen Wärmeschalter ansprechenden Behälter zum Vorheizen des flüssigen Kühlmittels aufweisen, um die Notwendigkeit von Aufwärmperioden für das System auszuschalten, die bisher das allmähliche Aufwärmen mit niedriger Energie vor der gewünschten Verwendung der Ersatzlast erforderlich machten.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Systems zur Temperaturregulierung einer Ersatzlast gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit ' einer teilweise im Schnitt dargestellten typischen Ersatzlast,

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j Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung der zum Steuern des j Systems nach Fig. 1 verwendeten Schaltung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines vollständigeren Systems zur Temperaturregulierung einer Ersatzlast mit zwei Ersatzlasten,

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung einer insbesondere zum Einbau in das System nach Fig. 3 geeigneten Abwandlung eines Teils der Schaltung nach Fig. 2 und

Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung eines Teils einer zum Einbau in die Systeme nach Fig. 1 und 3 geeigneten Steuerschaltung,

Fig. 1 zeigt eine Ersatzlast 10 zur Aufnahme der HF-energie von einer Hochfrequenzleitung 11. Der zentrale Leiter 12 der Hochfrequenzleitung ist durch ein leitendes Übergangsstück 14 mit einem gleichförmigen Übergang mit dem Widerstandsabschnitt 13 der Ersatzlast verbunden. Der Widerstandsabschnitt der Ersatzlast weist ein äußeres Isolierrohr 15 auf, das an einem Ende mit dem Ende des Übergangsstücks 14 dicht verbunden ist und sich axial durch die Ersatzlast hindurch erstreckt und in einen Auslaß 16 endet. Ein inneres Isolierrohr 17, ebenfalls beispielsweise aus Glas oder Küret stoff, ist im Innern des äußeren Isolierrohres 15 angeordnet und erstreckt sich koaxial zu diesem. Ein Ende des inneren Isolierrohrs 17 befindet sich in einem Abstand vom Übergangsstück 14, während sich das andere Ende zu einem Einlaß 18 erstreckt, durch den das flüssige Kühlmittel der Vorrichtung zugeführt wird. Die fiohre sind so angeordnet, daß das flüssige Kühlmittel vom Einlaß 18 nach oben durch das Isolierrohr 17 und dann nach unten zwischen dem inneren und dem äußeren Eohr zum Auslaß 16 fließt. Das Ende des Übergangsstücks 14 kann so geformt sein, daß die Flüssigkeit am oberen Ende des inneren Isolierrohrs 17

gleichmäßig fließen kann^

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Der äußere Leiter 20 der Hochfrequenzleitung ist mit einem äußeren leitenden Mantel 21 der Ersatzlast verbunden. Der äußere Mantel erstreckt sich vom äußeren Leiter 20 mit einem glatten Übergang nach unten zu einem Bereich mit größerem Durchmesser am oberen Ende des Widerstandsabschnitts der Ersatzlast und verläuft von dort schräg nach unten und innen zur Außenseite des äußeren Isolierrohrs 15 am unteren Ende der Vorrichtung. Die Kurve des äußeren Mantels 21 hat in dem den Widerstandsabschnitt der Ersatzlast umgebenden Teil vorzugswei se die Form einer Traktrix. Der obere Teil des äußeren Mantels 21 ist so geformt, daß die Nennimpedanz im Übergangsbereich zur Hochfrequenzleitung aufrechterhalten wird. Das innere Übergangsstück 14 ist ebenfalls so geformt, daß die Kennimpedanz aufrechterhalten bleibt sowie die gewünschten Antikorona- und Hochfrequenz-Charakteristiken geschaffen werden.

Das Kühlungssystem in der Anordnung lacn Fig. 1 weist eine erste Schleife 30 auf, durch die ein geeignetes Widerstands Kühlmittel, z.B. Natriumnitrit, in den Isolierrohren 15 und der Ersatzlast in Umlauf gebracht werden kann, sowie eine zweite Schleife 31, die mit der Schleife 30 über einen Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmeaustauscher 32 gekoppelt ist und durch die ein Kühlmittel, z.B. Wasser, zur Abkühlung der ersten Schleife in Umlauf gebracht wird.

Wie in Fig. 1 dargestellt, enthält die erste Schleife 30 einen Flüssigkeitsbehälter 35. Eine geeignete Pumpe 36 zieht eine Natriumnitritlösung aus dem Behälter 35 und läßt sie dnch den Wärmeaustauscher 32 und von dort in den Einlaß 18 der Ersatzlast fließen. Der Ausgang 16 der Ersa.tzlast ist so angeschlossen, daß die Flüssigkeit in den Behälter 35 zurückkehrt. Ein Thermistor 37 ist am Einlaß 18 und ein zweiter Thermistor 38 am Auslaß 16 der Ersatzlast mit dem Strömungsweg gekoppelt. Die Thermistoren 37 und 38 werden zum Regulieren der Temperatur der Flüssigkeit in einer solchen Weise verwendet,

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wie im einzelnen später beschrieben. Das System weist ferner einen auf Temperatur ansprechenden Schalter 40 herkömmlicher Art auf, der in Thermokontakt mit der Flüssigkeit im Behälter 35 angeordnet ist und der mit einer geeigneten elektrischen Heizvorrichtung 41 in leihe geschaltet ist, die in einer Position angeordnet ist, in der sie die Flüssigkeit im . Behälter 35 mittels einer geeigneten Energiequelle 42 heizt, wie später im einzelnen beschrieben.

Die zweite Kühl-Schleife 3"Lbringt ein geeignetes Kühlmittel,z.B. Wasser, von einem außen liegenden Wärmeaustauscher 45 über den Wärmeaustauscher 32 durch motorgesteuerte Ventile 46 und 47 in Umlauf. Diese Ventile werden durch geeignete Einrichtungen von den Wellen von Motoren 48 bzw. 49 gesteuert. Ein weiteres motorgesteuertes Ventil 50, das von einem Motor 51 gesteuert wird, ist zwischen den Einlaß und den Auslaß des Wärmeaustauschers 45 geschaltet und Pumpsn-- . einrichtungen, wie eine Pumpe 52, können, falls erforderlich, vorgesehen sein, um die Flüssigkeit in der zweiten Schleife 31 in Umlauf zu halten. Die Flüssigkeitsquelle und die Pumpenanordnung für die zweite Schleife sind in Fig. 1 nur als Beispiel angegeben und es können auch andere Vorrichtungen zum Zirkulieren dieser Flüssigkeit in der zweiten Schleife verwendet werden.

Fig. 2 zeigt eine Steuerschaltung für das System nach Fig. 1, das eine Brückenschaltung 60 aufweist, in der die Widerstandselemente der Thermistoren 37 und 38 gemäß Fig. 1 in einem Zweig dieser Brückenschaltung in Reihe geschaltet sind. In den anderen Zweigen der Brückenschaltung sind Widerstands elemente 61, 62 und 63 vorgesehen, von denen wenigstens eines variabel, ist, um das Einstellen und Eichen der Brückenschaltung zu ermöglichen. Eine Spannungsquelle 64 ist mit

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den Quellenanschlüssen der Brückenschaltung, beispielsweise über einen variablen Eichwiderstand 65 verbunden und die Ausgang;*- diagonalen der Brückenschaltung sind mit dem Eingang einer Brückendetektorschaltung 70 verbunden. Der Brückendetektor stellt Unausgeglichenheiten in der Brückenschaltung fest, die durch Verändern des Widerstands der Thermistoren entstehen könnet, und betätigt eine Relaissteuerschaltung 71 zum Steuern der Ventilsteuer-Motoren 48, 49 und 51. Die Brückendetektorschaltung 70 und die Relaissteuerschaltung 71 käuen herkömmlicher Art sein Bei einer geeigneten Ausführungsform dieser Einrichtungen ist ein optisches Meßrelais für die Steuerschaltung verwendet worden Fig. 2 zeigt einen Schalter 72 in der Belaissteuerschaltung 71, um die Arbeitsfunktion der Steuerschaltung zu veranschaulichen. Der Schalter dient dazu, eine Eingangs-Energieleitung 73 wahlwei mit Ausgangs-Steuerleitungen 74 oder 75 zu verbinden, wenn die Brücke unausgeglichen ist, wobei die Verbindung durch die Richtung der Unausgeglichenheit bestimmt wird. Wie oben erwähnt, ist dies Darstellung der Steuerung der Belaissteuerschaltung 71 nur funktionell, und es kann jede beliebige"herkömmliche Technik zur Erzielung dieser Funktion in Abhängigkeit von der Unausgeglichenheit der Brücke in der Schaltung nach Fig. 2 zweckmäßig verwendet werden.

Die Schaltung nach Fig. 2 weist ferner einen zwischen Handbetrieb und Automatik schaltbaren Umschalter 80 mit Kontakten 81, 82, 83, 84, 85' und 86 auf. Dieser Schalter ist in "Automatik^M-Steilung dargestellt, in der die Ventilsteuer-Motore 48, 49 und 51 in Abhängigkeit von der Widerstandsänderung der Thermistoren 37 und 38 auf bestimmte Weise automatisch gesteuert werden. In der "Handbetriebⁿ-Stellung des Umschalters 80 können die Ventilsteuer-Motoren 48, 49 und 51 mit Hilfe von Sehaltern 87, 88 bzw. 89 wahlweise von Hand gesteuert werden wie später im einzelnen erläutert wird.

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Der VentiJsteuer-Motor 48 ist ein Umkehrmotor herkömmlicher Art, beispielsweise ein Wechselstrommotor mit Spaltphase, der, wie dargestellt, mit einphasigem Strom,arbeitet. Endschalter 90 und 91, die jeweils an den entgegengesetzten Enden des gewünschten Steuerbereichs des Ventils 46 wirksam sind, dienen dazu, die beiden Enden der Wicklungen des Motors 48 mit den Leitungen 74 und 75 zu verbinden, wie in der Zeichnung dargestellt, wenn sich die Schalter 90 und 91 in ihrer G-renzstellung befinden. Die gemeinsame Leitung 92 ist mit einem Bezugspotential verbunden. Auf gleiche Weise ist der Ventilsteuer-Motor 49 mit Endschaltern 93 und 94 gekoppelt, die an den entgegengesetzten Enden des Steuerbereichs des Ventils 47 wirksam sind, während der Ventilsteuer-Motor 51 mit an den entgegengesetzten Enden des Bereichs des Ventils 50 wirksamen Endschaltern 95 und 96 gekoppelt ist. Die gemeinsamen Leitungen der Motoren 49 und 51 sind ebenfalls mit einem Bezugspotential verbunden.

Der normalerweise nicht geschlossene Kontakt des Endschalters 90 ist über den Eontakt 84 und den Endschalter 94 unfeiner Leitung des Motors 49 und über den Kontakt 83 und den Endschalter 95 mit einer Leitung des Motors 51 verbunden. Auf gleiche Weise ist der normalerweise nicht geschlossene Kontakt des Endschalters 91 über den Kontakt 86 und den Endschalter 93 mit der anderen Betriebsleitung des Motors 49 und über den Kontakt 85 und den Endschalter 96 mit der anderen Betriebsleitung des Motors 51 verbunden.

Die Energie zum Betreiben der Motoren wird von einer elektrischen Energiequelle 98 abgeleitet und dem Arm des Kontakts 82 und, wenn sich dieser in der Stellung für automatischen Betrieb befindet, von dort der Energieleitung 73 zugeführt, so daß die Steuerschaltung 71 den Betrieb der Motoren bestimmt. Wenn sich der Kontakt 82 in der Stellung für Hand-

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betrieb befindet, wird die Energiequelle mit den Armen der Schalter 87, 88 und 89 verbunden. Die Schalter 87, 88 und 89 sind so beschaffen, daß sie eine mittlere Stellung aufweisen, in der sie nicht verbunden sind, so daß sie von Hand gesteuert werden können, um Energie an einen der feststehenden Kontakte zu legen. Die feststehenden Kontakte des Schalters 87 sind mit den Steuerleitungen 74 und 75 zum Betreiben des Motors 48 verbunden. Auf gleiche Weise sind die feststehenden Kontakte des Schalters 88 mit den beiden Leitungen des Motors 49 und die feststehenden Kontakte des Schalters 89 mit den beiden Leitungen des Motors 51 zum wahlweisen Betreiben dieser Motoren verbunden.

Der Kontakt 81 des zwischen Handbetrieb und automatisch Betrieb schaltbaren Umschalters 80 gemäß Fig. 2 ist bei Stellung für automatischen Betrieb mit der Steuerleitung 74 bei Stellung für Handbetrieb mit der Energiequelle 98 verbunden. Dieser Kontakt 81 ist über den auf Wärme ansprechenden Schalter 40 mit einer Relaisspule 99 verbunden, die Kontakte 100 aufweist, die so geschaltet sind, daß sie Energie von einer Quelle 101 an die Widerstands-Heizvorrichtung 41 leiten. Wie Fig. 1 zeigt, sind der auf Wärme ansprechende Schalter 40 und die Heizvorrichtung 41 am oder im Behälter 35 angeordnet.

Wenn bei Betrieb der Anordnung gemäß Fig. 2 der Umschalter 80 auf automatischen Betrieb geschaltet ist, steuert die Relaissteuerschaltung 71 den Motor 48 und somit das Ventil 46, und die Motoren.49 und 51 sind solang außer Betrieb als die Endschalter 90 und 91 des Motors 48 nicht betätigt werden. Wie Fig. 1 zeigt, ist das Ventil 46 in der zweiten Schleife 31 in Reihe geschaltet, so daß die Relaissteuerschaltung 71 dieses Ventil in Abhängigkeit von der Widerstandsänderung der Thermistoren 37 und 38 direkt über den

Motor 48 steuert. Wenn beispielsweise die Durchschnitts- - 11 -

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temperatur der Ersatzlastflüssigkeit zu niedrig ist, wie durch die Widerstandswerte der Thermistoren angezeigt, führt die ßelaissteuerung der Steuerleitung 74 und somit über den Endschalter 90 dem Motor 48 Energie zu, um das Ventil 46 in Schließrichtung zu schalten. Gleichzeitig wird über die Steuerleitung 74, den Kontakt 81 des Schalters 80 und den auf Wärme ansprechenden Schalter 40 dem Relais 99 Energie zugeführt, um es zu erregen, wodurch der Flüssigkeit im Behälter über die Heizvorrichtung 41 Wärme zugeführt wird. Die Heizvorrichtung 41 und der auf Wärme ansprechende Schalter 40 bewirken, daß die Flüssigkeit in der ersten Schleife vor Inbetriebnahme der Ersatzlast gewärmt werden kann, wodurch die Notwendigkeit des Einschaltens der mit der Ersatzlast verbundenen HF-Quelle mit niedriger Energie während einer Aufwärmperiode, wie dies bisher der Fall war, wegfällt. Hierdurch wird die lüihlschaltung vom System nach Fig. 2 für den eigentlichen Betrieb vorbereitet, ohne daß eine Aufwärmperiode erforderlich ist. Wenn während des Schließens des Ventils der Endschalter 90 betätigt wira, liefert dieser dann die Betriebsenergie über die Schalt-Koiitakte 84 bzw. 83 an die Wicklungen der Motoren 49 und 51. Der Motor 49 schaltet das Ventil 47 in gleichem Sinn wie das Ventil 46_f da das Ventil 47 ebenfalls in der zweiten Schleife in Reihe geschaltet ist, während das Ventil 50 in entgegengesetztem Sinn geschaltet, d.h. geöffnet wird, wenn die '-!-'emperatur niedrig ist, da dieses Ventil in der zweiten Schleife zum Wärmeaustauscher 45 parallel geschaltet ist. Die Motoren 49 und 51 sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie mit kleinerer Drehzahl, z.B. einem Viertel der Drehzahl des Motors 48 arbeiten, und die zugehörigen Ventile sind so angeordnet, daß sie den Flüssigkeitsstrom in der zweiten Schleife in vorbestimmten begrenzten Mengen ändern, so daß die drei Ventile 46, 47 und 50 es dem System gestatten, ohne die Notwendigkeit irgendeiner Einstellung mit

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den sich in einem weiten Bereich verändernden Energiepegeln automatisch zu arbeiten. In den obigen Beispielen begrenzt der Endschalter 94 des Motors 49 die Steuerung des Ventils 47 in Öffnungsrichtung, während der Endschalter 95 des Motors 51 die Steuerung des Ventils 50 in Schließrichtung begrenzt.

Wenn der Brückendetektor 70 anzeigt, daß die zu regulierende Temperatur zu hoch ist, bewirkt die Relaissteuerung das Speisen der Steuerleitung 75, um die Steuerung des Motors 48 in entgegengesetzter Richtung zu bewirken und in gleicher Weise die Motoren 49 und 51 in entgegengesetzter Richtung zu steuern, wenn der Endschalter 91 betätigt ist. In diesem Fall wird der Flüssigkeit in der ersten Schleife 30 von der Heizvorrichtung 41 keine weitere Wärme zugeführt.

Wie oben erwähnt, sind die Thermistoren 37 und 38 in einem Zweig der Brückenschaltung in Reihe geschaltet und infolgedessen reguliert das System die Temperatur der Flüssigkeit in der ersten Schleife, so daß die Durchschnittstemperatur in der Ersatzlast im wesentlichen konstant gehalten wird. Wenn HF-Energie an die Ersatzlast gelegt wird, steigt die Auslaßtemperatür an und das Kühlsystem reguliert durch Steuern des Ventils die Flüssigkeitstemperatur, damit die Einlaßtemperatur fallen kann, wodurch die Durchsohnittstemperatur auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten wird. Beispielsweise, mit Ausnahme von extrem heißer Umgebung, kann die Durchschnittstemper'atur auf etwa 7O⁰G festgesetzt werden. Es wurde festgestellt, daß durch Verwendung der drei motorgetriebenen Ventile in der zweiten Schleife, die die Strömung durch den Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmeaustauscher 32 regulier das Stehwellenverhältnis der Ersatzläst innerhalb von 1,2 : 1 gehalten werden kann.

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Fig. 3 zeigt ein vollständigeres System gemäß der Erfindung, wie es bei einr aktuellen Ausführungsform zum Regulieren des Natriumnitrit-Kühlmittels von zwei Ersatzlasten 110 und 111 verwendet werden kann. Diese Ersatzlasten können die gleiche Form, wie in Fig. 1 veranschaulicht, aufweisen. Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 sind die Kühlkanäle der Ersatzlast in der ersten Kühl-Schleife 30 parallelgeschaltet. Die erste Schleife kann außer den In Fig. 1 erläuterten Elementen noch einen in Reihe geschalteten Thermistor 112 in der Einlaßseite der Leitung, einen in Reihe geschalteten Thermistoi 113 in der Auslaßseite des Systems, einen Untertemperatur-Thermoschalter 114 in der Einlaßseite der Schleife sowie ein Thermometer 115, einen Strömungsmesser 116 und einen Druckmessei 117 in der Einlaßseite der Schleife aufweisen. Die Auslaßseite der Schleife kann mit einem Strömungsschalter 118 versehen seil Jeweils ein Thermometer 119 bzw. 120 kann in den einzelnen Auslassen der Ersatzlasten vor ihrer Verbindung mit der gemeinsamen Auslaßleitung vorgesehen sein. Ebenso können die einzelnen Leitungen jeweils mit einem Übertemperatürschalter 121 bzw. 122 versehen sein. Wenn gewünscht, kann ein Filter 123 mit der ersten Schleife mittels geeigneter Ventile lösbar gekoppelt sein.

Die zweite Schleife der Anordnung nach Fig. 3 ist ebenfalls im wesentlichen gleich der in Fig. 1 dargestellten, zweiten Schleife, sie weist jedoch zusätzlich noch Thermometer 130 und 131 in der Schleife zu beiden Seiten des Wärmeaustauschers 32 sowie Druckmesser 132, 133 jeweils in einer Seite der Leitung am Eingang der Schleife auf. Ein Strömungsmesser 134 kann in der Schleife vorgesehen sein. Außerdem kann ein Ventil 135, das von einem Solenoid 136 gesteuert wird, zum Überbrücken der Ventile 46 und 47 vorgesehen sein.

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Fig. 4 zeigt eine Abwandlung eines Teils der Schaltung nach Fig. 1, die beispielsweise für die Verwendung im System nach Fig. 3 geeignet sein kann. Bei dieser Anordnung ist die Brückenschaltung 60 im wesentlichen die gleiche wie die gemäß Fig. 2, wobei jedoch der Ausgang der Brückenschaltung mit einer Wattmeßanzeigevorrichtung 140 zum Anzeigen des Energieverbrauchs in den Ersatzlasten verbunden ist. Der Ausgang des Strömungsmessers 116 nach Fig. 3 ist mit einem Wandler 117^! verbunden, um der Wattmeßanzeigevorrichtung eine -entsprechende Strömungsanzeige zu liefern. Ferner kann eine Strömungsanzeigevorrichtung 118' vorgesehen sein, die mit dem Wandler 117¹ verbunden ist, um eine Sichtanzeige der Strömung zu liefern. Die Thermistoren 112 und 113 sind ebenfalls mit der Wattmeßanzeigevorrichtung verbunden, um die erforderlichen Anzeigen zu lMern In der Anordnung nach Fig. 4 umfaßt die Relaissteuersteltung, die das Anlegen von Energie an die Steuerleitungen 74 und 75 von der Energieleitung 73 steuert, eine herkömmliche Steuerschaltung für ein optisches Meßrelais 119'.

Fig. 5 zeigt eine Hilfsschaltung, die in Verbindung mit dem System nach Fig. 3 verwendet werden kann. Bei dieser Anordnung steuert der Strömungsschalter 118 gemäß Fig. 3 ein Relais 140' und der Untertemperaturschalter 114 ein Relais 141. Die Übertemperaturschalter 121 und 122 sind in Reihe geschaltet und steuern ein Relais 142 und ein in Fig. 3 nicht dargestellter Pumpensteuerschalter 143 steuert ein Relais 144. Ein weiteres Relais 145 ist vorgesehen, das Kontakte zur Beschickurg der Pumpe 36 mit Energie aufweist.

In der Anordnung nach Fig. 5 ist das Relais 144 ein Verzögerungsrelais und der Pumpensteuerschalter 143 ist so geschaltet, daß Energie über die normalerweise geschlossenen Kontakte des Relais 144 an das Pumpen-Relais 145 geliefert wire

- ν

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If

Aufgrund der Verzögerung im Relais 144 wird Energie an die Pumpe in dieser Weise geliefert, bis der Strömungsschalter 118 das Erregen des Relais 140' bewirkt, woraufhin das Pumpen-Relais 145 aufgrund der normalerweise offenen Kontakte 150 des Relais 140' erregt bleibt. Hierdurch bleibt die Pumpe 36 solange in Betrieb, solange der Strömungsschalter 118 in der ersten Schleife geschlossen bleibt, und ein Ausfallen der Strömung bzw. dieses Schalters bewirkt ein Abschalten-der Energie von der Pumpe 36.' Über normalerweise geschlossene Kontakte 151 des Relais 140' wird auch eine die Betriebsbereitschaft anzeigende iampe 152 eingeschaltet. Wenn der Flüssigkeitsstrom in.der ersten Schleife aufrechterhalten und das Relais 140' dadurch erregt bleibt, wird eine den Betrieb anzeigende Lampe 153 über die Kontakte und normalerweise geschlossene Kontakte des Relais 141 eingeschaltet. Sine Übertemperatur der Flüssigkeit wird durch eine "Temperatur^w-Lampe 154 angezeigt, die über die normalerweise geschlossenen Kontakte des Basis 141 und die normalerweise offenen Kontakte des Relais 142 eingeschaltet wird. Das Relais 142 ist ferner mit Kontakten 155 versehen, die so geschaltet sind, daß bei durch die Übertemperaturschalter 121 und 122 angezeigter Übertemperatur der Solenoid 136 erregt und wie aus Fig. 3 ersichtlich, ein rasches Öffnen des' Solenoid-Ventils 135 herbeigeführt wird, um die Ventile 46 und 47 zu überbrücken und dadurch einen maximalen Flüssigkeitsstrom in der zweiten Schleife 31 fließen zu lassen.

Um einen Sender bei übermäßiger Temperatur des Kühlmittels abzuschalten, kann eine Blockschleife für den Sender vorgesehen sein, die sich von Blockschleifenanschlüssen 160 über die normalerweise offenen Kontakte der Relais 140' und 142, die normalerweise geschlossenen Kontakte des Relais 141 und einen Handschalter 161 erstreckt.

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Claims

-if.

Patentansprüche :

M.j Ersatzlastsystem mit einer ersten Flüssigkeitszirkulations-Schleife zum Zirkulieren eines flüssigen Widerstands-Kühlmittels, einer Ersatzlast mit einem mit der ersten Schleife verbundenen Umlaufkanal für die eine Ohmsehe Belastung in dar Ersatzlast bildende Flüssigkeit, gekennzeichnet durch eine zweite Flüssigkeitszirkulations-Schleife (31), durch einen mit der ersten und der zweiten Schleife gekoppelten Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmeaustauscher (32), durch motorgesteuerte, mit der zweiten Schleife^(31) zum Regulieren des darin fließenden Flüssigkeitsstroms verbundene Ventile (46, 47, 50) durch einen ersten und einen zweiten Thermistor (37» 38), die am Einlaß (18) bzw. Auslaß (16) des UmlaufkanaIs (15_S 17) mit der ersten Schleife (30) gekoppelt sind,"durch eine Brückenschaltung (60), in deren einem Zweig der erste und zweite Thermistor (37, 38) in Reihe geschaltet sind₉" und durch eine auf den Ausgleich der Brückenschaltung (60) ansprechende Einrichtung (70, 71) zum Steuern der motorgesteuerten Ventile (46, 47» 50) zum Konstanthalten der Durchschnittstemperatur der Flüssigkeit im Umlaufkanal.
2. Ersatzlastsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die motorgesteuerten Ventile ein erstes und ein zweites motorgesteuertes Ventil (46, 47), die in der zweiten Schleife (31) miteinander in Reihe geschaltet sind, und ein drittes motorgesteuertes Ventil (50) umfassen, das in der zweiten Schleife (31) in Nebenschluß angeordnet ist, daß die auf den Ausgleich der Brückenschaltung (60) ansprechende Einrichtung (70, 71) das erste motorgesteuerte Ventil (46) direkt steuert, das mit Endschaltern (90, 91) versehen ist, und daß eine auf das Arbeiten der Endschalter (90, 91) bei vorbestimmten Stellungen des ersten Ventils (46) ansprechende Einrichtung

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zum Abschalten des ersten Ventils (46) und Einschalten des in gleicher Eichtung arbeitenden zweiten Ventils (47) und Einschalten des in entgegengesetzter Eichtung arbeitenden dritten Ventils (50) vorgesehen ist.
3. Ersatzlastsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß das zweite und dritte Ventil (47, 50) mit einer vorbestimmten geringeren Geschwindigkeit als das erste Ventil (46) arbeiten, wenn sie eingeschaltet sind.
4. Ersatzlastsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwärmen der Flüssigkeit in der etsten Schleif (30) eine Widerstands-Heizvorrichtung (41) vorgesehen ist,die durch einen mit der ersten Schleife (30) thermisch gekoppelten Thermoschalter (41) einschaltbar ist.
5. Ersatzlastsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steuern der motorgesteuerten Ventile (46, 47, 50) eine Einrichtung (40, 99, 100) zum Einschalten der Widerstands-Heizvorrichtung (41) in Abhängigkeit von der Feststellung des Absinkens der Durchschnittstemperatur des flüssigen Kühlmittels im Umlaufkanal (15, 17) unter ein vorbestimmtes Niveau aufweist.
6. Ersatzlastsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die motorgesteuerten Ventile ein in der zweiten Schleife (31) in Reihe geschaltetes erstes motorgesteuertes Ventil aufweisen, wobei die Einrichtung (70, 71) zum Steuern der motorgesteuerten Ventile (46, 47, 50) eine Einrichtung zum direkten Steuern des ersten motorgesteuerten Ventils (46) hat, das mit Endschaltern (90, 91) zum Sperren der Zuführung weitere Energie bei vorbestimmten Stellungen des Ventils versehen ist, ferner ein in der zweiten Schleife (31) in Reihe geschaltetes zweites motorgesteuertes Ventil (47),das zum Arbeiten in gleicher Richtung wie das erste motorgesteuerte Ventil (46) über die Endschalter (90, 91) einschaltbar ist,

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und ein in der zweiten Schleife (3D in Nebenschluß geschalteten drittes motorgesteuertes Ventil (50), das zum Arbeiten in der Arbeitsrichtung des ersten motorgesteuerten Ventils (46) entgegengesetzter Eichtung bei Betätigen der Endschalter (90, 91) mit diesen verbindbar ist.
7. Ersatzlastsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der ersten Schleife (30) gekoppelte Widerstands-HeizYorrichtung (41) vorgesehen ist, und daß die Einrichtung (70, 71) zum Steuern der motorgesteuerten Ventile (46, 47) eine Einrichtung zum Einschalten der Heizvorrichtung (41) in Abhängigkeit von der Feststellung einer vorbestimmten niedrigen Temperatur des flüssigen Kühlmittels aufweist.
8. Ersatzlastsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Handschalteinrichtung (87, 88, 89) zum wahlweisen Einschalten des ersten, zweiten oder dritten motorgesteuerten Ventils (46, 47, 50) vorgesehen ist.
9# Ersatzlastsystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch mit der ersten Schleife (30) gekoppelte Übertemperaturschalter (121,, 122), durch ein das erste und zweite motorgesteuerte Ventil (46, 47) überbrückendes, solenoidgesteuertes Ventil (135) in der zweiten Schleife (31) und durch eine Einrichtung (142, 155) zum Zuführen von Energie von den Übertemperatursehaltern (121, 122) an das solenoidgesteuerte Ventil (135) in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Temperatur des flüssigen Kühlmittels in der ersten Schleife (30) (Fig. 3, 5).
10. Ersatzlastsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Steuern der motorgesteuerten Ventile (46, 47, 50) ein optisches Meßrelais (119^r) aufweist (Fig. 4).

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11. Ersatzlastsysteia nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ersatzlast (10; 110, 111) ein mit der ersten Schleife (30) gekoppeltes äußeres Isolierrohr (15), ein mit der ersten Schleife (30) verbundenes, koaxial mit dem äußeren Isolierrohr angeordnetes inneres Isolierrohr (17) und ein mit dem Ende des äußeren Isolierrohrs (15) dicht verbundenes, der Verbindung mit dem zentralen Leiter (12) einer Übertragungs leitung (11) dienendes leitendes Übergangsstück (14) aufweist und daß der Zirkulationsweg des flüssigen Kühlmittels in einer Richtung durch das innere Isolierrohr (17) und in entgegengesetzter Richtung zwischen dem äußeren und inneren Isolierrohr und um das Ende des inneren Isolierrohrs herum zwischen diesem und dem Übergangsstück (14) verläuft.
12. Ersatzlastsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ersatzlast (10; 110, 111) einen äußeren Mantel (21) aufweist, der in dem das innere und äußere Isolierrohr (15, 17) umgebenden Bereich die Form einer Schleppkurve hat und am unteren Ende der Srsatzlast schräg auf die Isolierrohre zu verläuft und dort einen Kiwäoöhluß für HF-Ströme bilde
13. Ersatzlastsystem mit einer Srsatzlast_s in der ein flüssiges Widerstandskühlmittel als Last dient und die einen Umlaufweg für das Kühlmittel aufweist, ferner mit einer Zirkulationsschleife zum Bewirken des Zirkulierens des Kühlmittels im Umlaufweg, mit zwei am Einlaß und Auslaß des Umlaufwegs mit der Zirkulationsschleife thermisch gekoppelten Thermistore^i, mit motorgetriebenen Ventilen zum Regulieren der Flüssigkeit in der Zirkulationsschleife und mit einer auf den Widerstand der Thermistoren ansprechenden Einrichtung zum Steuern der motorgetriebenen Ventile, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Widerstand der Thermistoren (37, 38) ansprechende Einrichtung eine Brückenschaltung (60), in deren einem Zweig

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die Thermistoren (37, 38) in Reihe geschaltet sind, und eine auf den Ausgleich der Brückenschaltung (60) ansprechende Einrichtung (70, 71) zum Steuern der motorgetriebenen Ventile (46, 47, 50) aufweist, die zum Konstanthalten der Durchschnitts temperatur des flüssigen Kühlmittels im Umlaufweg die Temperatur des Kühlmittels steuern.
14. Ersatzlastsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Flüssigkeits-Zirkulationsschleife (31) vorgesehen ist, daß die erste und die zweite Zirkulationsschleife (30, 31) über einen Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmeaustauscher (32) miteinander gekoppelt sind und daß die motorgetriebenen Ventile ein in der zweiten Zirkulationsschleife(31) seriengeschaltetes und durch die Einrichtung (70,7 zum Steuern der motorgetriebenen Ventile direkt steuerbares erstes Ventil (46), das mit Endschaltern (90, 91) versehen ist ein in der zweiten Zirkulationsschleife (31) seriengeschaltete bei Betätigen der Endschalter (90, 91) in vorbestimmten Stellungen des ersten Ventils (46) in gleicher Richtung wie dieses arbeitendes zweites Ventil (47) und ein in der zweiten Zirkulationsschleife (31) in Nebenschluß geschaltetes und bei Betätigen der Endschalter (90, 91) in entgegengesetzter Richtung des ersten Ventils (46) arbeitendes drittes Ventil (50) umfaßt.
15. Ersatzlastsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwärmen der Flüssigkeit in der ersten Zirkulationsschleife (30) eine Widerstands-Heizvorrichtung (41) mit dieser gekoppelt ist und daß die Einrichtung (70, 71) zum Steuern der motorgetriebenen Ventile (46, 47, 50) eine Einrichtung (40) zum Einschalten der Widerstands-Heizvorrichtung (41) in Abhängigkeit/ron der Feststellung einer Durchschnittstemperatur unter einem gegebenen Wer t im Umlaufweg aufweist.

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