РАДИОЛОКАЦИОННОЕ АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЭКРАНИРОВАНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОГО АНТЕННОГО УСТРОЙСТВА
RADAR ANTENNA DEVICE AND METHOD OF SHIELDING RADAR ANTENNA DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к радиолокационному антенному устройству, содержащему антенную систему, размещенную в корпусе, которое для отделения от печной атмосферы, сформированной в газовом пространстве печи, снабжено расположенной на корпусе радиопрозрачной защитной пластиной. Далее, настоящее изобретение относится к способу экранирования испускающего радиолокационное излучение радиолокационного антенного устройства, содержащего антенную систему, размещенную в корпусе, которое для отделения от печной атмосферы, сформированной в газовом пространстве печи, снабжено расположенной на корпусе радиопрозрачной защитной пластиной.
Радиолокационные антенные устройства вышеупомянутого типа размещают в газовом пространстве печи и используют для определения топографии поверхности шихты в шахтной печи. Для этого поверхность шихты облучают радиолокационным излучением, испускаемым антеннами антенной системы. Для защиты антенной системы от печной атмосферы предусмотрена радиопрозрачная защитная пластина, отделяющая антенную систему от печной атмосферы, так что, в частности, содержащаяся в ней пыль не попадает на антенную систему. Влага, присутствующая в печной атмосфере, вызывает образование на поверхности защитной пластины отложений, снижающих радиопрозрачность защитной пластины, необходимую для штатной работы радиолокационного антенного устройства, поэтому для обеспечения надежного определения топографии поверхности шихты требуется регулярно проводить очистку защитной пластины.
Уровень техники
В патентном документе WO 2010/144936 А1 раскрыто радиолокационное антенное устройство, в котором для очистки расположенной перед антенной системой защитной пластины на поверхности защитной пластины предусмотрено продувочное сопло, через которое производится непрерывная обдувка защитной пластины продувочной текучей средой. Было установлено, что хотя раскрытая в патентном документе WO 2010/144936 А1 обдувка защитной пластины позволяет вновь и вновь очищать поверхность пластины, тем не менее, несмотря на непрерывную обдувку поверхности пластины, при длительной эксплуатации радиолокационного антенного устройства имеет место прогрессирующее «затемнение» защитной пластины, так что в конце концов ее приходится заменять.
Раскрытие сущности изобретения
Вследствие вышеуказанного задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить радиолокационное антенное устройство и способ экранирования радиолокационного антенного устройства, позволяющие повысить срок службы защитной пластины, отделяющей антенную систему от печной атмосферы.
Указанная задача решена радиолокационным антенным устройством с признаками по п. 1 формулы настоящего изобретения.
Согласно настоящему изобретению на некотором расстоянии перед защитной пластиной в качестве экрана расположен радиопрозрачный легко гнущийся слой материала, снабженный порами, так что образуется отделенное от газового пространства печи промежуточное пространство, в которое выходит линия подачи текучей среды для подвергания слоя материала воздействию потока текучей среды.
Радиолокационное антенное устройство согласно настоящему изобретению, благодаря наличию перед защитной пластиной экранирующего слоя материала, предотвращает непосредственное воздействие на защитную пластину пыли, содержащейся в печной атмосфере. Вместо этого происходящая из печной атмосферы пыль оседает на поверхности упомянутого слоя материала. Образованное между этим слоем материала и защитной пластиной промежуточное пространство может через выходящую в него линию подачи текучей среды продуваться под давлением текучей средой, в частности азотом, таким образом, что азот будет уходить через пористый слой материала в газовое пространство печи и при этом, благодаря сопротивлению слоя материала потоку газа, азот будет вызывать колебания слоя материала. Эти колебания слоя материала и протекание газа сквозь образованные в нем поры будут стряхивать или сдувать осевшую на слой материала пыль.
В отличие от известного устройства, в котором происходит непосредственное подвергание защитной пластины воздействию потока текучей среды, радиолокационное антенное устройство согласно настоящему изобретению позволяет, во-первых, благодаря наличию перед защитной пластиной слоя материала, полностью устранить оседание на защитную пластину пыли - или, при определенных условиях, существенно снизить ее количество и, во-вторых, удалять осевшую пыль не с пластины, а с упомянутого слоя материала. Таким образом, во всех случаях достигается по меньшей мере значительное снижение пылевой нагрузки защитной пластины и, тем самым, увеличение срока ее службы.
Упомянутый слой материала предпочтительно выполнен эластичным, чтобы за счет этого также поддержать возникновение колебаний этого слоя. Однако эластичное исполнение слоя материала не является условием создания его колебаний. Образование колебаний может быть также вызвано тем, что легко гнущийся слой материала расположен без предварительного натяжения, т.е. в частности, с провисанием на корпусе, обеспечивающим колебание слоя материала вследствие воздействия давлением потока текучей среды.
Особенно предпочтительно, чтобы упомянутый слой материала имел тканую структуру, т.е. был выполнен по типу ткани, так чтобы строение ткани могло обеспечить определенную постоянную ширину пор в слое материала.
Если, кроме того, ткань содержит по меньшей мере частично эластичные продольные нити или поперечные нити, то можно задавать определенную желаемую эластичность тканой структуры.
Для этого продольные или поперечные нити могут быть снабжены эластичной оболочкой, в частности, из такого материала или из материала такой толщины, которые обеспечивают желаемые упругие свойства.
Альтернативно, возможна пропитка продольных нитей или поперечных нитей эластичным материалом.
Предпочтительно также выполнение линии подачи текучей среды по меньшей мере частично в стенке корпуса, чтобы ввод потока текучей среды в промежуточное пространство мог быть осуществлен без дополнительного оборудования.
Если линия подачи текучей среды по меньшей мере на некоторых участках снабжена устройством подогрева, можно предотвратить конденсацию влаги, присутствующей в печной атмосфере, на упомянутом слое материала и тем самым предотвратить возможность образования влажного слоя пыли на слое материала.
Способ согласно настоящему изобретению содержит признаки п. 9 формулы изобретения.
Согласно настоящему изобретению для экранирования перед защитной пластиной размещают радиопрозрачный легко гнущийся слой материала, снабженный порами, так что между защитной пластиной и слоем материала образуется отделенное от газового пространства печи промежуточное пространство, причем слой материала посредством выходящей в указанное промежуточное пространство линии подачи текучей среды подвергают воздействию потока текучей среды, проходящего через поры слоя материала, для генерации колебаний слоя материала.
Предпочтительно, слой материала подвергают воздействию потока азота.
Особенно предпочтительно, поток текучей среды подогревают.
Если подвергание воздействию потока осуществляют для создания зависящего от времени профиля воздействия с переменным давлением, этот профиль воздействия может быть согласован с частотой колебаний слоя материала так, чтобы вызывать особенно большие резонансные амплитуды колебаний слоя материала.
Особенно хорошее согласование профиля воздействия и колебательного поведения слоя материала для генерации резонансных колебаний возможно при согласовании с профилем воздействия структуры и/или упругости слоя материала.
Краткое описание чертежей
Ниже предложенное радиолокационное антенное устройство раскрыто более подробно на предпочтительном примере его осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи. На чертежах представлены:
на ФИГ. 1 - радиолокационное устройство, расположенное в газовом пространстве шахтной печи,
на ФИГ. 2 - увеличенное изображение разреза показанного на ФИГ. 1 радиолокационного устройства с расположенным перед защитной пластиной слоем материала,
на ФИГ. 3 - увеличенное изображение части слоя материала фрагмента X с ФИГ. 2 в отсутствие воздействия потока,
на ФИГ. 4 - изображение слоя материала ФИГ. 3 при воздействии потока.
Осуществление изобретения
На ФИГ. 1 показана верхняя часть 10 шахтной печи с закрываемым крышкой, не изображенной детально, печным отверстием 13, через которое в шахтную печь загружают не изображенные на ФИГ. 1 подробно слои кокса и шихты. В нижней части 12 печи образуется поверхность 14 шихты, над которой возникает атмосфера, содержащая горячие газы, восходящие к печному отверстию 13. Эта атмосфера сильно насыщена пылью, образующейся при загрузке печи.
Для съемки показанной на ФИГ. 1 поверхности 14 шихты в стенке 15 верхней части 10 печи расположено радиолокационное антенное устройство 16, содержащее антенную систему 19, которая смонтирована в корпусе 17, расположенном в приемнике 18 корпуса, проходящем сквозь стенку 15 печи, Антенная система 19 отделена от печной атмосферы радиопрозрачной защитной пластиной 20, которая в данном случае образует переднюю стенку корпуса. Как показано на ФИГ. 2, корпус 17 снабжен экранирующим приспособлением, выполненным в виде слоя 21 легко гнущегося материала, расположенного на расстоянии «а» в направлении печной атмосферы и соединяющегося по периферии со стенкой 22 корпуса так, что между этим слоем 21 материала и защитной пластиной 20 образуется ограниченное со всех сторон промежуточное пространство 23.
Слой 21 легко гнущегося материала выполнен в данном случае в виде ткани, причем слой 21 материала прикреплен к торцевой кромке 32 корпуса 17 посредством кольцевого фланца 31.
Далее, как показано на ФИГ. 2, внутри стенки 22 корпуса проходит линия 24 подачи текучей среды, выполненная в данном случае в виде канала, проходящего в продольном направлении корпуса 17, причем выходное отверстие 25 этой линии выходит в промежуточное пространство 23. Линия 24 подачи текучей среды позволяет ввести поток 26 текучей среды, в данном случае азота, из источника вне шахтной печи 10 в промежуточное пространство 23.
Предпочтительно, в какой-то зоне вне шахтной печи предусмотрен не показанный здесь подробно подвод текучей среды, снабженный клапанным механизмом, позволяющим устанавливать поток 26 текучей среды с определенным расходом, причем предпочтительно имеется возможность задавать как давление и объемный расход, так и определенный зависящий от времени профиль изменения давления потока 26 текучей среды. С помощью клапанного механизма можно осуществлять воздействие меняющимся со временем давлением на слой 21 материала, т.е. например, воздействие импульсами давления определенной амплитуды с секундным тактом. В зависимости от импульсов давления происходит пульсирующее расширение проходных сечений пор 30 (ФИГ. 3 и 4) слоя 21 материала, в результате чего возникают колебания слоя 21 материала. Эти колебания могут, в частности при слабом натяжении, т.е. при провисающей структуре слоя 21 материала на корпусе 17, накладываться на колебание слоя 21 материала. Но если слой 21 материала достаточно эластичен для достижения определенной амплитуды колебаний, возможно и расположение слоя 21 материала с предварительным натяжением на корпусе 17.
На ФИГ. 3 и 4 показано увеличенное изображение части слоя 21 материала, который в данном случае имеет структуру 33 ткани с перекрещивающимися продольными нитями 27 и поперечными нитями 28, ограничивающими поры 30 и определяющими тем самым проходное сечение пор 30. В данном случае как продольные нити 27, так и поперечные нити 28 снабжены эластичными оболочками. К примеру, продольные нити 27 и поперечные нити 28 могут состоять из стекловолокон, одетых в оболочки из тефлона.
На ФИГ. 3 показан слой 21 материала в отсутствие воздействия давления. На ФИГ. 4 показан слой 21 материала с расширенными вследствие воздействия давления порами 30. Сравнение фигур показывает, что при снижении давления соответственно уменьшаются и поры 30, так что если слой 21 материала выполнен эластичным, то не только собственно слой 21 материала дает некую амплитуду колебаний, но, кроме того, имеет место и колебание - или пульсация - пор 30 слоя материала.
Соответственно, осевший на обращенной к печной атмосфере передней стороне 29 (ФИГ. 2) слоя 21 материала пылесодержащий слой упомянутыми колебаниями слоя 21 материала будет стряхиваться с него. В то же время слой 21 материала предотвращает образование слоя осадка на защитной пластине 20.