UA141324U - Автоматичний виконавчий механізм відслідковування дзеркального рефлектора для геліостанції - Google Patents

Abstract

Автоматичний виконавчий механізм відслідковування дзеркального рефлектора для геліостанції містить панель, яка зорієнтовується і установлюється на осі азимутного обертання, та два телескопічних термоприводи. Містить основу 1, опори 2, телескопічний штатив 3, кульову опору 4, консоль 5, стійку 6, кульову опору стійки 7, втулки з тягами 8, опору важеля з віссю 9, вісь штока 10, шток із поршнем 11, сонячні елементи 12, циліндр із ефіром та електронагрівальною спіраллю 13, електричне з'єднання сонячних елементів 14, теплоізолятор 15, станину 16, дзеркало 17, опорну платформу 18, важіль 19.

Description

Корисна модель належить до геліотехнічних пристроїв, що забезпечують орієнтацію об'єкта відповідно до Сонця.

Умовно усі системи автоматичного спостереження за Сонцем можна розділити на два класи. До першого належать конструкції що споживають непоновлювальну енергію й у загальному випадку містять електричні двигуни, окремо для зенітного й азимутного обертання, а також електронний блок, пов'язаний з обчислювальним комплексом. Літературні джерела відзначають високу точність таких систем і, разом з тим, - значні витрати на їх створення й експлуатацію, витраті енергії, а також малу надійність. До другого класу належать пристрої, у яких робота приладу проводиться за рахунок енергії самого Сонця, і в цьому сенсі вони є автономними й порівняно недорогими.

Так відомий пристрій для орієнтації сонячного перетворювача, що містить опорну стійку, пов'язану з нею за допомогою шарніра, що орієнтується, підставкою та пружною тяги, що взаємодіє з термочутливими елементами, що закріплені на стійці. Елементи, що піддаються деформації при нагріванні, закріплені на консолі по колу, симетрично вертикалі, яка проходить через центр сферичного шарніра. При косому падінні сонячних променів на основу освітленість елементів, що попарно перебувають у протилежних точках кола, неоднакова через круговий виступ, що відкидає тінь на більш вилучені від сонця елементи. Внаслідок цього між попарними елементами виникає перепад температур, у результаті чого вони по різному міняють свою форму й впливають на сполучені тяги таким чином, що виникає крутний момент, що забезпечує поворот підстави в напрямку до Сонця.

Недоліком даного пристрою є комбінація консольного кріплення термочутливих робочих елементів і пружності пов'язаних з ними тяг. При занадто великому сумарному коефіцієнті жорсткості цих деталей буде різко обмежене кутове переміщення основи, що унеможливить забезпечення необхідної орієнтації. З іншої сторони при низькому сумарному коефіцієнті жорсткості конструкція стає некерованою під впливом ваги основи, що орієнтується, й вітрового тиску (А.С. СРСР 1460552, МПК" Е24) 2/38, 2/40; заявл. 10.04.87; опубл. 23.02.891.

Відомий також пристрій для орієнтації геліоустановки (патент РФ 2043583, МПК Е24у 2/38; заявл."15.08.92; опубл. 10.09.951. Пристрій містить два блоки біметалічних елементів, окремо для зенітного й азимутного обертання рами, що орієнтується. Елементи виконані у вигляді

Зо спіралей, які реагують на температуру, звиваючись і розвертаючись відповідно в більш-менш щільну спіраль. Ці рухи спіралей створюють крутний момент, переданий на зенітну й азимутну осі обертання. Температуру спіралей ставлять у залежність від їхнього положення стосовно падаючих променів Сонця за допомогою екранів, що затінюють, у результаті чого крутні моменти від спіралей, передані на відповідні осі обертання, роблять орієнтацію рами на Сонце.

Істотним недоліком цього пристрою є незначність тих зусиль, які може розвити біметалічний елемент у ході зміни своєї форми. Це пов'язане з тим, що товщина біметалічної пластини не може перевищувати одного-двох міліметрів, при цьому працювати вони можуть тільки на вигин.

Із цієї причини елементи, виготовлені з біметалу, використовуються в основному як датчики температури, але не як виконавчі органи, які потрібні в системах орієнтації геліотехнічних пристроїв.

Найбільш близьким аналогом є сонячна установка (патент РФ 2125686, МПКУ Е24) 2/38; заявл. 15.03.99; опубл. 27.01.99), що має панель, яка зорієнтовується і установлена на осі азимутного обертання, два телескопічних термоприводи, закріплені на панелі, та світловідбиваючі екрани, розташовані між термоприводами, а також дволанковий передавальний механізм, одна з ланок якого з'єднана з віссю обертання. Термоприводи розташовані уздовж осі азимутного обертання, тому при бічному висвітленні панелі один з термоприводів виявляється освітленим, а інший перебуває у тіні екрана. У результаті між термоприводами виникає різниця температур, через що їх гідравлічні штоки виявляються висунутими на різну величину. За рахунок цієї різниці створюється крутний момент на одній з ланок передавального механізму, яка, у свою чергу, передає цей момент на другу ланку, пов'язану з віссю обертання. Вісь при цьому повертається, здійснюючи одночасно поворот панелі в напрямку до Сонця.

Недоліками цієї установки є те, що її конструкція не дозволяє здійснювати орієнтацію в зенітному напрямку. Крім того, істотним недоліком є використання як робочого тіла рідини з більшим коефіцієнтом об'ємного розширення. Як правило, у ролі таких рідин виступають певного сорту нафтопродукти, що створює екологічні проблеми, тому що потрібна ретельна герметизація гідроциліндрів. Крім цього завдання герметизація пов'язана з використанням манжет, прокладок і т.п., що пов'язано з малою довговічністю й ненадійністю, особливо при більших сезонних перепадах температур.

В основу корисної моделі поставлена задача створення екологічно чистої установки, що працює без споживання не поновлювальної енергії, що надає пристрою високі експлуатаційні характеристики.

Поставлена задача вирішується тим, що автоматичний виконавчий механізм відслідковування дзеркального рефлектора для геліостанції містить параметричну кругову систему поршнів і тяг з'єднаних із дзеркалом.

Автоматичний виконавчий механізм відслідковування дзеркального рефлектора для геліостанції містить: основу 1, опори 2, телескопічний штатив 3, кульову опору 4, консоль 5, стійку 6, кульову опору стійки 7, втулки з тягами 8, опору важеля з віссю 9, вісь штока 10, шток із поршнем 11, сонячні елементи 12, циліндр із ефіром та електронагрівальною спіраллю 13, електричне з'єднання сонячних елементів 14, теплоізолятор 15, станину 16, дзеркало 17, опорну платформу 18, важіль 19.

Автоматичний виконавчий механізм відслідковування дзеркального рефлектора для геліостанції працює наступним чином (див. фіг. 1): на основі 1, відкидаються та встановлюються на грунт опори 2, піднімають телескопічний штатив З, а дзеркало 17 вручну виставляється перпендикулярно до променів сонця. Далі процес управління відбувається автоматично, за рахунок автоматичного виконавчого механізму відслідковування дзеркального рефлектора.

Завдяки тому, що до корпуса рефлектора 16 кріпляться втулки з тягами 8 (див. фіг. 1, фіг. 2), які через опору важеля з віссю 9, вісь штока 10, шток із поршнем 11, приєднаний циліндр із ефіром та електронагрівальною спіраллю 13, на якому розташовані сонячні елементи 12, що електрично з'єднані з електронагрівальною спіраллю, яка покрита теплоізолятором 15. На основі 1 (див. фіг. 1) розміщена консоль 5, до якої кріпляться вісім циліндрів із ефіром 21 втулки з тягами 20 (див. фіг. 2) та електронагрівальними спіралями 13 (див. фіг. 1).

Так як температура у циліндрах із ефіром та електронагрівальною спіраллю 13 однакова, то і тиск у них однаковий, а штоки із поршнем 11 опущені і знаходяться на одному рівні, тому стійка"б6 знаходиться вертикально, а станина 16 строго горизонтально. При падінні сонячних променів 22 (див. фіг. 2.) на сонячні елементи 12 (див. фіг. 1.), в них починає протікати електрострум через електричне з'єднання сонячних елементів 14, та електронагрівальні спіралі 13 (див. фіг. 4), що викликає нагрів циліндра та випаровування ефіру у ньому, це викликає

Зо зростання тиску у циліндрах, і призводить до переміщення штоків 11, які за допомогою важелів 19 нахиляють станину 16, із стійкою б та дзеркалом 17. Нахил дзеркала буде пропорційний виділеній електроенергії на сонячних елементах 12 (див. фіг. 2). При цьому рефлектор нахиляється у сторону Сонця.

У міру руху Сонця, воно нагріває сильніше той циліндр із ефіром, на який падають промені більш перпендикулярно, що підвищує напругу на електронагрівальних спіралях 13, та відповідно теплоутворення і тиск у цьому циліндрі, а інша частина циліндрів буде затінятись і штоки будуть знаходитись нижче. Такий процес у циліндрах, на які падають промені Сонця, викликає переміщення штоків та змушує рефлектор повертатись на Сонце як по широті, так і по довготі. Для ізолювання циліндрів із ефіром від зовнішнього впливу пониженої температури, вони вкриті теплоїзолятором 15. Кількість ефіру та температура електронагрівальної спіралі визначається на виробництві дослідним шляхом.

Автоматичний виконавчий механізм відслідковування дзеркального рефлектора для геліостанції є компактним, має невелику кількість складальних вузлів, може бути застосований як в космічних геліостанціях, так і для управління концентраторами сонячного світла (лінзи, рефлектори).

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Автоматичний виконавчий механізм відслідковування дзеркального рефлектора для геліостанції, що містить панель, яка зорієнтовується і установлюється на осі азимутного обертання, та два телескопічних термоприводи, який відрізняється тим, що містить основу 1, опори 2, телескопічний штатив 3, кульову опору 4, консоль 5, стійку 6, кульову опору стійки 7, втулки з тягами 8, опору важеля з віссю 9, вісь штока 10, шток із поршнем 11, сонячні елементи 12, циліндр із ефіром та електронагрівальною спіраллю 13, електричне з'єднання сонячних елементів 14, теплоізолятор 15, станину 16, дзеркало 17, опорну платформу 18, важіль 19.

   ж, і в - ЖЕ 17 М а п. ОЗ - А шк п НН ка А АК док шо КОМ о ло вена /з ра пли В ПИ ЦИ ПИ М А М ПОЕТ ж /4 ИЙ в М з. ни й з/ 3 Ен-4 / , ; й ьч | х

   Фіг. 1

   -0 21 22 ьчь --к У Є ни свй гу іш й Кл ооо щі Її (ен, ХМ же і чої чу | се)) я (Су и д кео)) и

   Фіг. 2 11 ІВ С 12 І мо Ал, В, ска

   Фіг. З гла ки лк и Я

   Фіг. 4