УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ СОСТОЯНИЕМ ВОЗДУШНОЙ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ

min
max
Полезная модель относится к антенной (фазированные антенные решетки) аэрокосмической технике и к другим областям, где используется элементная база, работающая в ограниченном диапазоне температур T<t<T.
Известен терморегулятор (патент №2387904 от 24.12.2007), предназначенный для систем регулирования температуры теплоносителя при сжигании газообразного топлива в бытовых котлах и аппаратах с помощью газогорелочных устройств, управление которым осуществляется вручную.
Известно термореле включения и выключения электрической цепи при отклонении температуры контролируемой среды от заданной (RU 94043008 30.11.1994). При увеличении температуры элемент из сплава с памятью переходит в аустенитное состояние, в результате электрический контакт прерывается. При остывании контакт восстанавливается. Термореле реагирует только на определенную заданную температуру в аварийном режиме и не регулируется.
Наиболее близким аналогом принимаемым за прототип является термочувствительный элемент из сплава с памятью в спринклере (а.с. СССР №874076). Он срабатывает, открывая клапан при перегреве. Его основным недостатком является: реагирование только на определенную фиксированную температуру, которая не регулируется.
Технической задачей данной полезной модели является обеспечение автоматического поддержания температуры элементной базы в пределах заданного рабочего диапазона температур и повышение надежности работы системы терморегулирования фазированные антенные решетки (ФАР) и других аналогичных устройств.
Заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве управления тепловым состоянием воздушной системы терморегулирования, состоящем из терморегулятора и электрического блока управления, терморегулятор включает в себя активный элемент (АЭ) из сплава с памятью и упругий контрэлемент (КЭ), закрепленные одним концом неподвижно, а другим - на барабане, барабан закреплен в воздуховоде воздушной системы терморегулирования с возможностью поворота, на оси вращения барабана жестко закреплена заслонка, при этом рабочий угол поворота заслонки составляет 90°, что обеспечивает полное закрытие или полное открытие канала воздуховода; электрический блок управления содержит нагреватель, вентилятор и работающий в режиме реального времени датчик температуры окружающей среды, связанный с переключателем, включающим нагреватель или вентилятор по сигналу датчика температуры, при этом в электрической цепи вентилятора установлен реостат, работающий синхронно с поворотом барабана терморегулятора.
Повышение надежности работы системы терморегулирования связано с тем, что в цепи вентилятора установлен реостат, работающий синхронно с поворотом барабана с заслонкой, плавно повышающий мощность и, соответственно, скорость вращения вентилятора V до максимума.
Решение технической задачи весьма актуально для систем терморегулирования фазированных антенных решеток (ФАР) и других изделий, где используется элементная база работающая в ограниченном диапазоне температур.
Заявленная полезная модель поясняется рисунками.
На фиг. 1 изображен терморегулятор.
На фиг. 2 изображен электрический блок управления.
н
min
к
max
Регулятор теплового состояния канала воздуховода ФАР представляет собой термореле, содержащее активный элемент (АЭ) из сплава с памятью 1 (фиг. 1), с интервалом температур аустенитного превращения A=T и A=T, и упругий контрэлемент (КЭ) 2, закрепленные одним концом неподвижно, а другим концом - на барабане 3, жестко связанном с регулируемой заслонкой 4 и имеющем рабочий угол поворота ϕ - 0…90°, что обеспечивает поворот заслонки от полного закрытия при нагреве до полного открытия канала воздуховода ФАР 5 при охлаждении.
н
к
min
max
Интервал температур обратного фазового превращения A…A сплава с памятью определяется по заданному диапазону эксплуатационных температур T<t<T.
Форма активного элемента и его размеры выбираются исходя из обеспечения величины его рабочего хода. При этом развиваемое активным элементом усилие в процессе восстановления должно быть достаточным для преодоления сил сопротивления и противодействия контрпружины. При выборе типа АЭ учитываются также технологические особенности его изготовления.
Электрический блок управления (фиг. 2) включает в себя датчик температуры окружающей среды, работающий в режиме реального времени 6, переключатель 7, нагреватель 8, вентилятор 9, в цепи которого установлен реостат 10, работающий синхронно с поворотом барабана, жестко связанного с регулируемой заслонкой 4. При открытии заслонки реостат плавно повышает мощность, соответственно увеличивая скорость воздушного потока при охлаждении до максимальной при ϕ=90°. В результате этого расход воздуха V увеличивается, что приводит к снижению температуры объекта терморегулирования.
В любом случае включение системы переключателем 2 осуществляется при закрытой заслонке (ϕ=0).
min
н
min
max
Если температура среды ниже диапазона температур элементной базы (t<T) включается нагрев. При этом заслонка остается закрытой. При достижении температуры A=T-ΔT нагреватель 8 (фиг. 2) отключается, одновременно включается вентилятор и производится охлаждение системы. При достижении t=T-ΔT восстановление деформации прекращается и механическая характеристика АЭ (напряжение сопротивления) уменьшается до тех пор, пока она не станет меньше сил противодействия. После этого заслонка с барабаном под действием контрэлемента поворачивается в противоположном направлении, уменьшая подачу воздуха в воздуховод. Затем цикл повторяется.
Частота, скорость регулирования и амплитуда перемещения (угол поворота заслонки) главным образом зависят от скорости воздушного потока и размеров сечения воздуховода.