Устройство охлаждения универсального блока вертикальной тросовой антенны Российский патент 2020 года по МПК H04B1/36 H01Q1/36 

Изобретение относится к вертикальным тросовым антеннам, носителями которых могут быть как аппараты с аэростатической, так и аэродинамической подъемной силы.

В качестве прототипа выбрано устройство подачи электроэнергии на аэростатную антенну [1].

Недостатком указанного устройства является то, что при многократной подаче напряжения через токосъем, электрически контактируемый с блоком и огибающей его тросовой антенны, высокочастотная энергия, термоциклически воздействуя на тросовую антенну до высоких температур (t°=200°C), приводит к необратимым последствиям в этой части тросовой антенны. А именно:

- оплетка из медной проволоки размягчается и вытягивается, отделяясь от грузонесущей части троса с последующим вспучиванием оплетки при прохождении блоков и канатоведущих шкивов, что приводит к разрыву медной проволоки с последующим выходом из строя токопроводящей части тросовой антенны;

- грузонесущая часть кабель - троса, состоящая из стальной проволоки или синтетических волокон (кевлар), подвергаясь многократным воздействиям высоких температур, теряют механическую прочность в той части троса, где огибают универсальный блок, что может привести под нагрузкой к обрыву тросовой антенны.

Задачей изобретения является повышение надежности работы тросовой антенны за счет равномерной подачи высокочастотной энергии на всю боковую поверхность блока и снижения температуры тросовой антенны в местах электрического контакта ее с универсальным блоком.

Сущность заявки на патент заключается в том, что при подаче ВЧ сигнала в антенну, автоматически включается модуль автономного питания устройства охлаждения, для питания которого, используется часть энергии ВЧ сигнала. Устройство снабжено электрически соединенными между собой трансформатором тока, охватывающим тросовую антенну, модулем автономного питания вентилятора, датчиком температуры и вентилятором обдува универсального блока, закрепленного на обойме со сквозным осевым отверстием, электрически контактирует с кольцевым токосъемом, выполненным в виде круглого диска с выступающей по периметру кромкой со сквозными отверстиями, направленными в сторону боковой поверхности блока, расположенного соосно с осью токосъема.

Устройство охлаждения универсального блока представлено на чертежах:

На фиг. 1 - блок-схема устройства охлаждения универсального блока;

На фиг. 2 - общий вид устройства охлаждения универсального блока;

На фиг. 3 - кольцевой токосъем в разрезе на универсальном блоке по А-А (фиг. 2).

В устройство охлаждения универсального блока тросовой антенны входят:

1. Универсальный блок (токосъемный диск блока выполнен из металла с высокой проводимостью, например, из латуни);

2. Тросовая антенна (грузонесущая часть выполнена из стальной проволоки или на основе синтетического материала, например, кевлара, а токопроводящее покрытие в виде оплетки из медной проволоки);

3. Трансформатор тока;

4. Модуль автономного питания вентилятора входит:

- 4.1 диодный мост;

- 4.2 сглаживающий фильтр;

- 4.3 накопитель энергии (емкостной);

- 4.4 формирователь сигнала управления;

- 4.5 преобразователь напряжения.

5. Датчик температуры (термопара);

6. Вентилятор.

7. Кольцевой токосъем из токопроводящего материала, например, латуни.

8. Обойма под блок.

9. Сквозное осевое отверстие в обойме.

Данная задача решается в предлагаемой заявке на изобретение следующим образом.

1. При сдавании или выбирании вертикальной тросовой антенны, проходящей через универсальный блок, кольцевой токосъем при помощи поршня оттягивается, и контакт между кольцевым токосъемом и вращающимся блоком отсутствует. При выключении привода лебедки давление в гидроцилиндре падает, в результате чего, под действием пружины, токосъем своей кромкой с отверстиями прижимается к боковой поверхности блока, прикрывая осевое отверстие в обойме, и устройство готово к подаче энергии на тросовую антенну (см. подробное описание работы стержня токосъема в Авт. св. №811630 от 06 ноября 1980 г.).

Трос 2, по которому протекает высокочастотная энергия, подаваемая к антенне, представляет собой первичную обмотку для этого трансформатора 3, а вторичная обмотка, намотанная вокруг тросовой антенны 2, подключена к модулю автономного питания вентилятора 4.

2. Модуль автономного питания вентилятора 4 работает следующим образом:

со вторичной цепи тросового трансформатора 3 снимается переменный ток и поступает на диодный мост 4.1, с которого выпрямленный, пульсирующий ток поступает на сглаживающий фильтр 4.2 и далее через накопитель энергии (емкостной) 4.3 к преобразователю напряжения 4.5, к которому также поступает электрический сигнал от формирователя сигнала управления 4.4, сформированный при помощи термопары 5, преобразующей тепловую энергию в электрическую.

Таким образом, сигнал с термопары пропорционален тепловой энергии выделяемой универсальным блоком 1, т.е. чем больше электрический сигнал с термопары 5 поступает через формирователь сигнала управления 4.4 в преобразователь напряжения 4.5 и далее на вентилятор 6, тем с большей скоростью вращается вентилятор 6 охлаждающий универсальный блок 1.

После отключения подачи высокочастотной энергии на антенну с емкостного накопителя 4.3 продолжает поступать выпрямленный ток на преобразователь напряжения 4.5, и далее на вентилятор 6 до полной разрядки конденсаторов в блоке накопителя энергии 4.3, что позволяет, заданное время, после отключения высокочастотной энергии, продолжать охлаждать универсальный блок 1.

3. От вентилятора 6 направленный воздушный поток обдувает закрепленный на обойме 8 универсальный блок 1, при этом часть воздуха поступает через сквозное осевое отверстие 9 в обойме 8 с, смонтированном на нем блоке 1, к боковой поверхности которого прижат своей кромкой со сквозными отверстиями кольцевой токосъем 7, в результате чего поступающий воздух охлаждает дисковую часть токосъема и через отверстия в торцевой его части боковую поверхность универсального блока 1.

Охлаждение универсального блока 1 с помощью вентилятора 6 позволяет снизить температуру, огибающей этот блок, тросовой антенны до допустимых значений, что значительно повышает надежность эксплуатации тросовой антенны при подаче высокочастотной энергии на нее.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №811630 от 06 ноября 1980 г.

Изобретение относится к вертикальным тросовым антеннам, носителями которых могут быть как аппараты с аэростатической, так и аэродинамической подъемной силой. Технический результат - повышение надежности работы тросовой антенны. Сущность заявленного изобретения в том, что при подаче высокочастотного сигнала на антенну, автоматически включается модуль автономного питания устройства охлаждения, для питания которого используется часть энергии подаваемого сигнала. Устройство снабжено электрически соединенными между собой трансформатором тока, охватывающим тросовую антенну, модулем автономного питания вентилятора, датчиком температуры и вентилятором обдува универсального блока, закрепленного на обойме со сквозным осевым отверстием, электрически контактирует с кольцевым токосъемом, выполненным в виде круглого диска с выступающей по периметру кромкой со сквозными отверстиями, направленными в сторону боковой поверхности блока, расположенного соосно с осью токосъема. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство охлаждения универсального блока вертикальной тросовой антенны, содержащее блок, огибаемый антенной, токоподвод, гидроцилиндр, сблокированный с приводом лебедки и штоком, соединенным с контактным элементом, отличающееся тем, что устройство снабжено электрически соединенными между собой трансформатором тока, охватывающим тросовую антенну, модулем автономного питания вентилятора, датчиком температуры и вентилятором обдува универсального блока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок, закрепленный на обойме со сквозным осевым отверстием, электрически контактирует с кольцевым токосъемом, выполненным в виде круглого диска с выступающей по периметру кромкой со сквозными отверстиями, направленными в сторону боковой поверхности блока, расположенного соосно с осью токосъема.