ФИЛЬТР ВВОДА ТРУБОПРОВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ В ЭКРАНИРОВАННЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ

Полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована при проектировании экранированных помещений и кабин.
Из уровня техники известен фильтр СВЧ для экранированных помещений на основе запредельных волноводов («Рекомендации по применению, устройству и монтажу экранированных помещений и кабин», изд. «Связь» Москва, 1966 г.стр.23-30). Фильтр СВЧ включает отрезки металлических подводящих и отводящих магистральных трубопроводов, между которыми устанавливают сотовую решетку, состоящую из запредельных прямоугольных или круглых волноводов, предотвращающих прохождение через них электромагнитных волн с частотами ниже запредельной частоты. Отрезок подводящего магистрального трубопровода проходит через отверстие в металлическом экране экранированного помещения и крепится к экрану сварным соединением посредством металлического фланца, предварительно приваренного к отрезку магистрального трубопровода.
Недостатком данного фильтра является сложность изготовления сотовой решетки и герметичного соединения сотовой решетки с отрезками магистрального трубопровода. Для сохранения необходимой производительности (пропускной способности) магистральных трубопроводов больших диаметров необходимо использовать в качестве СВЧ фильтра увеличенное количество запредельных волноводов в виде труб уменьшенного диаметра (поперечного размера), что усложняет конструкцию, увеличивает число сварных швов, а также металлоемкость и стоимость фильтра ввода.
Известен волноводный фильтр (Патент RU №2010398, дата публикации 1994.03.30, МПК: Н01Р 1/162, Н01Р 1/207), используемый для локализации электромагнитного излучения СВЧ-диапазона при необходимости обеспечения системы воздухом, водой. Волноводный фильтр выполнен из открытоячеистого пенометалла с переменным по толщине перераспределением. Причем размер пор равномерно уменьшается в направлении распространения излучения.
К недостаткам данного волноводного фильтра можно отнести высокую стоимость пенометалла и его повышенное гидросопротивление, требующее значительного увеличения поперечных размеров фильтра относительно поперечных размеров магистрального трубопровода для сохранения требуемой производительности (пропускной способности).
Наиболее близким по конструкции к предлагаемому техническому решению является сотовая решетка вентиляционного канала экранированной камеры (Авторское свидетельство №240055, опубликовано 21.03.1969 г., МПК: Н01Р 21/74). Данная сотовая решетка состоит из отрезков предельных волноводов прямоугольного профиля, заполняющих поперечное сечение решетки в шахматном порядке. Промежутки, образованные стенками предельных волноводов, являются самостоятельными элементами сотовой решетки и имеют примерно те же размеры. Волноводы соединены друг с другом посредством углов.
К недостаткам данной конструкции можно отнести значительную металлоемкость и стоимость сотовой решетки, а также сложность ее изготовления и крепления,
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции, уменьшение металлоемкости и стоимости фильтра ввода трубопроводных коммуникаций в экранированные помещения при обеспечении требуемого ослабления радиоизлучений на его выходе в заданном диапазоне длин волн.
Технический результат достигается тем, что фильтр ввода трубопроводных коммуникаций в экранированные помещения, предназначенный для предотвращения радиоизлучений вне экранированных помещений от источников радиоизлучений, расположенных внутри экранированных помещений, включает сотовую решетку, магистральный трубопровод и фланец. При этом сотовая решетка выполнена, по крайней мере, из двух металлических пересекающихся пластин, скрепленных по линии пересечения, установленных и закрепленных с возможностью гальванического контакта внутри трубопровода с образованием круговых секторов (секторальных волноводов).
Техническая сущность полезной модели поясняется рисунками: Фиг.1, Фиг.2, где
Фиг.1 - вид сбоку фильтра ввода трубопроводных коммуникаций в экранированные помещения (в разрезе);
Фиг.2 - вид спереди фильтра ввода трубопроводных коммуникаций в экранированные помещения.
Фильтр ввода трубопроводных коммуникаций в экранированные помещения включает отрезок металлического магистрального трубопровода 1 определенного диаметра, обеспечивающего требуемую пропускную способность, металлический фланец 2, соединенный с отрезком трубопровода 1 (по внешнему диаметру) и металлическим экраном 3 экранируемого помещения непрерывными сварными швами 4, а также сотовую решетку 5, образованную, по крайней мере двумя, взаимно пересекающимися и скрепленными по линии пересечения тонкостенными металлическими пластинами. При этом сотовую решетку 5 устанавливают и закрепляют внутри отрезка трубопровода 1 (например, способом пайки) с обеспечением гальванического контакта по внутреннему диаметру отрезка трубопровода 1. Сотовая решетка образует с внутренней поверхностью трубопровода 1 круговые сектора (секторальные волноводы).
Принцип работы фильтра ввода трубопроводных коммуникаций в экранированные помещения аналогичен принципу работы фильтра на основе запредельных волноводов и осуществляется следующим образом.
01
Отрезок трубопровода 1 для волны радиоизлучений, возбуждаемых на его входе внутри экранированного помещения, является волноводом круглого сечения. При этом он позволяет пропускать через себя радиоизлучения, длины волн которых меньше критической длины волны для данного волновода, и не позволяет пропускать радиоизлучения, длины волн которых больше критической длины волны. Критическая длина волны (λкр) определяется для основной волны типа H (И.В.Лебедев Техника и приборы СВЧ, «Высшая школа», Москва, 1970 г., стр.83). по следующей формуле:
КР
λ=1,64 R,
где R - внутренний радиус отрезка трубопровода (волновода).
Внутренний радиус отрезка трубопровода, обеспечивающий требуемую пропускную способность, чаще всего является недостаточно малым для предотвращения пропускания радиоизлучений, длины волн которых короче критической длины волны.
крс
c
Рассмотрим работу фильтра ввода трубопроводных коммуникаций в экранированные помещения на конкретном примере. В простейшем случае в качестве сотовой решетки используют две взаимно перпендикулярные металлические пластины 5, скрепленные между собой по линии пересечения и установленные внутри трубопровода 1 (круглого волновода), которые разделяют его внутреннюю полость на четыре круговых сектора (секторальных волновода). При этом критическая длина волны каждого секторального волновода (λ) определяется радиусом (R) окружности, вписываемой в круговой сектор (М.Я.Выгодский Справочник по элементарной математике, «Наука», Москва 1966 г., стр.298-299). В данном примере радиус вписанной окружности определяется по следующей формуле:
c
крс
R=0,41R, при этом критическая длина волны секторального волновода (λ) составляет 0,41 от критической длины волны трубопровода 1 (круглого волновода) с радиусом R:
крс
КР
λ=0,41 λ
Величина ослабления радиоизлучения (L) на выходе запредельных секторальных волноводов для длин волн, больших их критической длины волны, не зависит от частоты радиоизлучений, а определяется только размерами секторального волновода (И.В. Лебедев Техника и приборы СВЧ, «Высшая школа», Москва, 1970 г., стр.83, 133-135).
Результаты, полученные при проведении опытных работ, подтверждают эффективность использования предлагаемой сотовой решетки в составе фильтра ввода трубопроводных коммуникаций в экранированные помещения. Экранированное помещение, имеющее два ввода трубопроводов диаметром 1,5 дюйма каждый, имеет ослабление радиоизлучений в сантиметровом диапазоне волн за пределами экранированного помещения, равное 35 дб. Введение сотовой решетки из двух взаимно перпендикулярных пластин из латуни толщиной 0,5 мм внутрь каждого трубопровода обеспечивает увеличение ослабления радиоизлучений вне данного экранированного помещения до 61 дБ.
Таким образом, данный фильтр ввода трубопроводных коммуникаций в экранированные помещения имеет простейшую конструкцию, небольшую металлоемкость и стоимость, обеспечивая при этом требуемое ослабление радиоизлучений на выходе (за пределами экранированного помещения) в заданном диапазоне длин волн радиоизлучений, существующих внутри экранированного помещения.