Волноводная нагрузка

 

Изобретение относится к радиотехнике Цель изобретения - повышение надежности работы и коэффициента полезного действия системы охлаждения. Нагрузка содержит размещенный в корпусе 1 отрезок 2 волновода , в канале (К) 3 которого установлен объемный поглотитель 4, и теплообменник (Т) 5, по оси которого расположен К 6 для протекания жидкости, а его внешняя повер

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИ IF CK VIX

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 Р 1/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в..г

ЖидКоиюи (21) 4756646/09 (22) 04.11,89 (46) 23.08,91. Бюл.¹ 31 (71) Научно-производственное обьединение

"Исток" (72) А.А,Осипов, И.Д,Симонов и В.Н.Подкопаев (56) Заявка Франции

¹ 2414256, кл. Н 01 Р l /24, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1592885, кл, Н 01 Р 1/26, 1988.

Я.) „1756985 А1 (54) ВОЛНОВОДНАЯ НАГРУЗКА (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — повышение надежности работы и коэффициента полезного действия системы охлаждения. Нагрузка содержит размещенный в корпусе 1 отрезок 2 волновода, в канале (К) 3 которого установлен объемный поглотитель 4, и.теплообменник (T) 5, по оси которого расположен К 6 для протекания жидкости, а его внешняя повер1756985 хность, на которой выполнены ребра 7, и корпус 8 Т 5 обрэзуют воздушную полость (ВП) 9. соединенную с К 3 через входное и выходное отверстия 10 и 11. Внешняя поверхность отрезка 2 и корпус 1 образуют К

12 жидкостного охлаждения, который соединен с К 6 Т 5. В К 6 и ВП 9 введены соответственно турбина 13 им вентилятор

14, установленные соосно с К 6 и к которым соосно с ними по окружности прикреплены магниты 15 и 16, Соседние магниты 15 турбины 13 и соседние магниты 16 вентилятора

14 ориентированы разными полюсами к глухой перегородке 17, установленной нэ Т 5 между вентилятором 14 и турбиной 13 и

Изобретение относится к области волноводной СВЧ-техники и может быть использовано в нагрузках и эттенюэторэх высокого уровня мощности.

Применение нагрузок в области волно- 5 водной СВЧ-техники требует большей надежности и простоты конструкции.

Известна нагрузка, содержэщэя объемный поглотитель, установленный внутри отрезка прямоугольного волноводэ, канал 10 протекания жидкости, расположенный между его наружной поверхностью и корпусом и выходной и входной штуцеры, Недостатком данной конструкции является то, что ограничен уровень рэссеивэе- 15

МоА мощности, поскольку не предусмотрено дополнительное охлаждение воздухом, Наиболее близким к предлагаемой является сухая волноводнэя нагрузка с жидко- 20 стно-воздушным охлаждением, содержащая объемный поглотитель, устэновленный

s полости отрезка прямоугольного волноводэ, закороченного на конце заглушкой, внешняя поверхность которого и корпус, в 25 котором он размещен, образуют канал для протекания жидкости, и элемент для вводэ и вывода жидкости, при этом имеется система воздушного охлаждения, включающая теплообменник в виде радиатора, внутри 30 которого выполнен канал для жидкости, и соединенная с полостью отрезка прямоугольного волноводэ через входное и выходное отверстия, которые выполнены в узкой стенке отрезка прямоугольного вол- 35 новодэ у его входа и в заглушке соответственно, а канал для жидкости подключен к элементу ввода жидкости или элементу вывода жидкости. выполненной из немэгнитного материала.

Мощность, поступающая нэ вход отрезка 2, поглощается в объемном поглотителе 4 и преобразуется в тепло, отводимое системой охлэждения, Поток жидкости, протекающей по К 6, вращает турбину 13 и благодаря взаимодействию между мэгнитэми 15 и 16 вращает и вентилятор 14, которь|й создает поток воздуха, проходящий через ВП 9, в которой QH взэимодействует с ребрами 7, и

К 3, способствуя лучшему охлаждению объемного поглотителя 4 и выравнивая темперэтуру по всей его длине, что повышает надежность работы нагрузки и КПД системы охлаждения. 1 ил.

Этэ конструкция обладает следующими недостэткэми; а) паниженэ надежность, тэк как для включения насоса, для перекачки жидкости и двигателя вентилятора требуется две раздельные электрические цепи; б) усложняется конструкция стенда, где крепится нагрузка, поскольку дополнительно необходимо закреплять (устэнэвливэть) электродвигатель и вентилятор; в) недогру>кэется насос, кэчэющий жидкость, поскольку всегда давление в канале протекэния жидкости или расход ее превышэет необходимое количество для снятия определенного уровня мощнссти только в канале протекания жидкости; г) требуется дополнительная электроэнергия для работы вентилятора.

Целью изобретения является повышение надежности рэботы и коэффициента полезного действия сис емы жидкостного охлаждения, Поставленная цель достигается тем, что в волноводной нагрузке, содержащей рэзмещенный в корпусе отрезок волноводэ, в канале которого установлен объемный поглотитель и теплообменник., по оси которого расположен канал для протекания жидкости, э его внешняя поверхность, нэ которой выполнены ребра, и корпус теплообменникэ образуют воздушную полость, соединенную с каналом отрезка волновода через входное и выходное отверстия, причем внешняя поверхность отрезкэ волноводэ и корпус образуют канал жидкостного охлэждения, который соединен с кэнэлом для протекания жидкости теплообменникэ, в канал для протекания жидкости и воздушную поil756985 лость введены соответственно турбина и вентилятор, установленные соосно каналу для протекания жидкости и к которым соосно им по окружности прикреплены введенные магниты, причем соседние магниты турбины и соседние магниты вентилятора ориентированы разными полюсами к введенной глухой перегородке, установленной на теплообменнике между вентилятором и турбиной и выполненной из немагнитного материала.

Сущность изобретения состоит в следующем: помещение турбины в канал протекания жидкости и вентилятора в воздушной полости теплообменника позволяет через введенную магнитную связь использовать избыточную кинетическую энергию жидкости для вращения вентилятора, На чертеже изображена нагрузка в плоскости Е, разрез, Волноводный поглотитель содержит объемный поглотитель 1, установленный в полости отрезка волновода 2, который закорочен на конце заглушкой 3. На внешней поверхности отрезка волновода 2 выполнены ребра 4, причем внешние поверхности волновода 2, ребер 4 и внутренние поверхности корпуса 5 образуют канал 6 жидкостного охлаждения, на корпусе 5 выполнены элементы 7 ввода и вывода жидкости. Канал

6 жидкостного охлаждения нагрузки, через элементы 7 вывода и ввода жидкости соединен с теплообменником 8, включающим систему воздушного охлаждения. состоящую из ребер 9 в воздушной полости, соединенной с воздушной полостью отрезка волновода 2 через шланги 10 и входное и выходное отверстия 11 и 12, выполненные соответственно в узкой стенке 13 отрезка волновода 2, у его входа и в заглушке 3.

Соединение же канала 6 жидкостного охлаждения нагрузки с каналом 14 протекания жидкости теплообменника 8 выполняется посредством втулки 15 к элементу 7 ввода или вывода жидкости, Ребра

9 в воздушной полости выполнены на внешней поверхности канала протекания жидкости 14 теплообменника 8, В канал для протекания жидкости 14 теплообменника 8 введена турбина 16, имеющая лопасти 17, стакан 18 и кольцо 19, турбина 16 установлена соосно каналу для протекания жидкости 14, к которой соосно ей по окружности в углублениях кольца 19 прикреплены введенные магниты 20 чередующейся полярности, а стакан 17 закреплен на подшипнике

21. В воздушной полости теплообменника 8 введен вентилятор 22, имеющий лопасти 23, стакан 24 и кольцо 25. В вентиляторе 22 установлен соосно каналу для протекания жидкости 14, к вентилятору 22 соосно с ним по окружности в углублениях кольца 25 прикреплены введенные магниты 26 чередующейся полярности, а стакан 24 закреплен на

5 подшипнике 27, боседние магниты 20 турбины 16 и соседние магниты 26 вентилятора

22 ориентированы разными полюсами, к введенной глухой перегородке 28, установленной на теплообменнике 8 между венти10 лятором 22 и турбиной 16.

Глухая перегородка выполнена из немагнитного материала. Дополнительная герметизация всех узлов осуществляется с помощью резиновых прокладок 29. Канал

15 для протекания жидкости 14 в области турбины 16 закрыт от внешней среды корпусом

30. Воздушная полость теплообменника 8 закрыта от внешней среды корпусом 31.

Корпус 30 и корпус 31 теплообменника 8

20 стягиваются болтами 32.

Нагрузка работает следующим образом, В канал протекания жидкости теплооб25 менника подается поддавлением жидкость, Протекая по теплообменнику, жидкость вращает турбину, вращательный момент через магнитную связь передается вентилятору и приводит к его вращению. Вентилятор

30 прогоняет воздух по замкнутому каналу, вкл,очающий полость нагрузки, а жидкость после теплообменника попадает в канал протекания жидкости в нагрузке. Затем на . волноводный вход нагрузки подается СВЧ35 энергия. Проходя по полости нагрузки, она рассеивается в объемном поглотителе и превращается в тепло, отбираемое системой охлаждения, потоком жидкости через систему радиаторов в канале протекания

40 жидкости нагрузки и потоком воздуха в по- лости нагрузки.

Предлагаемая конструкция нагрузки может быть выполнена для любого поперечного сечения волновода с одним и тем же

45 теплообменником, Изготовленный лабораторный образец нагрузки с теплообменником имел диаметр протекания жидкости в теплообменнике 10 мм (эа исключением поперечного сечения в

50 области турбины). Лопасти турбины были выполнены под углом 45 к направлению движения жидкости, Глухая немагнитная перегородка в области магнитной связи по окружности имела толщину 2 мм, Перего-

55 родка и весь теплообменник (за исключением турбины) были выполнены иэ дюралюминия Д16Т, а турбина с лопастями из латуни. Диаметр окружности, на которой размещались магниты, составлял 80 мм, На этих окружностях в каждом. кольце было

1756985 в) значительно упрощается конструкция стенда, поскольку не требуется установка вентилятора и электродвигателя, отпадает необходимость электрической цепи и выключателя для электродвигателя, уменьшается число присоединительных шлангов, что в целом позволяет повысить надежность;

r) помещение турбины в канал протекания жидкости теплообменника повышает турбулентность потока жидкости, попадающего в канал пропускания жидкости нагрузки, что способствует более эффективному теплоотбору.

Составитель Н.Ткачева

Редактор В,Бугренкова Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Е.Папп

Заказ 3093 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 размещено по 8 магнитов через одинаковое расстояние, причем полярность магнитов чередовалась через магнит (если идти по окружности, то установка магнита на одном кольце в сторону немагнитной перегородки 5 южным полюсом, а следующий магнит устанавливался северным полюсом и т,д.). на другом кольце то же самое. Кольца в свою очередь устанавливались так, что противостоящие магниты имели противоположную 10 полярность, магниты были выполнены в виде дисков диаметром 9 мм и толщиной 5 мм.

Расстояние между магнитом и немагнитной перегородкой составляло 0,5 мм, а между противостоящими магнитами в кольцах рас- 15 стояние составляло 3 мм.

Лабораторный макет нагрузки имел канал сечением 28, 5х12.6. Испытания показали, что при избыточном давлении жидкости

2,5 кг/см в канале протекания жидкости 20 турбина дает 350 +. 20 оборотов в минуту.

Вентилятор, вращающийся за счет магнитной связи,создает в воздушной полости избыточное давление 1,3 0,1 кг/см2, что соответствовало давлению при испытаниях 25 нагрузки прототипа, Расход воды составлял

20 л в минуту, что позволяет работать на тех же уровнях мощности, что и прототип.

По сравнению с прототипом предлагае- 30 мая конструкция обладает следующими преимуществами: а) отпадает необходимость в отдельном внешнем вентиляторе с электродвигателем, имеющего дополнительную электрическую 35 цепь и выключатель, причем нет необходимости создавать дополнительную замкнутую воздушную полость для вентилятора; б) использование избыточной кинетической энергии жидкости для вращения венти- 40 лятора в воздушной полости теплообменника повышает в целом КПД системы воздушно-жидкостного охлаждения нагрузки;

Формула изобретения

Волноводная нагрузка, содержащая размещенный в корпусе отрезок волновода, в канале которого установлен объемный поглотитель и теплообменник, по оси которого расположен канал для протекания жидкости, а его внешняя поверхность, на которой выполнены ребра, а корпус теплообменника образуют воздушную полость, соединенную с каналом отрезка волновода через входное и выходное отверстия, причем внешняя поверхность отрезка волновода и корпус образуют канал жидкостного охлаждения, который соединен с каналом для протекания жидкости теплообменника. о т л и ч э ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы и КПД системы охлаждения, в канал для протекания жидкости и воздушную полость введены соответственно турбина и вентилятор, установленные соосно каналу для протекания жидкости, и к которым соосно им по окружности прикреплены введенные магниты, причем соседние магниты турбины и соседwe магниты вентилятора ориентированы разными полюсами к введенной глухой перегородке, установленной на теплообменнике между вентилятором и турбиной и выполненной из немагнитного материала.