Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

ПОЛЕЗНОЙ (13) и модвлик впооэщмзо ЕАТЕНТУ бйнмсте( ) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Михайлов Валерий Валерианович (ВУ)(72) Авторы Михайлов Валерий Валерианович Михайлова Ирина Валерьевна Антонов Юрий Николаевич Мишаков Алексей Алексеевич (ВУ) Пьянков Владимир Борисович (КН)(73) Патентообладатель Михайлов Валерий Валерианович (ВУ)1. Линия электропередачи, содержащая опоры, провод и устройство противогололедной защиты, включающее охватывающий этот провод очиститель с рабочими элементами,предназначенными для механического разрушения и удаления льда с провода, а также средство обеспечения перемещения очистителя относительно провода, отличающаяся тем, что упомянутое средство обеспечения перемещения очистителя выполнено в виде охватывающего провод элемента, по крайней мере часть которого выполнена из сплава с эффектом памяти формы, например никелида титана, предварительно запрограммированного на появление реактивных механических напряжений в диапазоне, определяемом температурами начала и конца ледообразования.2. Линия электропередачи по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутое средство обеспечения перемещения очистителя также снабжено рабочими элементами, предназначенными для механического удаления льда с провода.3. Линия электропередачи по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутое средство обеспечения перемещения очистителя снабжено элементом неподвижного крепления на проводе.(56) 1. Патент РФ Не 2092952 С 1, МПК Н 026 7/16. - Опубл. 1997.10.10.Предлагаемая полезная модель относится К области энергетики, электрификации, связи и предназначена для предотвращения обледенения проводов в температурном диапазоне ледообразования путем механического удаления осадка атмосферного льда с поверхности провода. Конструкция также может быть применима при сооружении антиобледенительных карнизов и крыш зданий, конструкциях судов и самолетов, для ускоренного автоматического размораживания камер холодильных установок.В результате выпадения переохлажденных осадков дождя, мороси или мокрого снега,парения - образуется пресный лед. Это явление происходит обычно в достаточно узком диапазоне температур самой поверхности провода, которая зависит в итоге от скорости ветра и температуры окружающего воздуха.В настоящее время для борьбы с обледенением используются следующие способынанесение различных композиционных материалов и противогололедных препаратовустановка специальных дополнительных систем и электрических устройств для контроля ледообразования и принудительного разогрева наморожений поверхностей.Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является Линия электропередачи с маятниковой защитой от обледенения Бернгарда, Патент РФ Не 2092952 С 1, 1997.1 О.1 О, которое принимается за прототип 1.Линия электропередачи содержит опоры, провода и устройство противогололедной защиты по крайней мере одного провода, включающее охватывающий этот провод очиститель с осевым отверстием и постановочной прорезью, а также средство для обеспечения относительного поворота и продольного движения очистителя относительно провода.В этом устройстве для обеспечения удаления льда путем углового поворота очистителя относительно провода, а также относительного перемещения вдоль него под воздействием силы ветра, установлены неподвижно относительно очистителя две взаимно перпендикулярные лопасти. Одна из лопастей установлена перпендикулярно проводу с образованием средства для перемещения очистителя вдоль провода, а другая установлена в плоскости, продольной проводу, со смещением центра тяжести относительно очистителя с образованием возможности для углового колебательного движения. При этом стенки очистителя снабжены рабочими элементами, например отверстиями, кромки которых способствуют механическому удалению льда с провода.Такая конструкция позволяет применить колебательное маятниковое движение при сохранении возможности поступательного движения по проводу. Кроме того, сам очиститель изготавливается из отрезка прочного графитопластика и охватывает в смонтированном состоянии провод. Очиститель содержит также постановочную прорезь для установки на провод и отверстия в боковых стенках для более эффективной механической ломки и удаления с провода осадка атмосферного льда.Данное устройство громоздко, металлоемко и неэффективно. Его трудно монтировать,настраивать и эксплуатировать в удаленных и труднодоступных местах и конструкциях,имеющих ограничения по весовым нагрузкам.Цель заявляемой полезной модели - расщирение эксплуатационных качеств устройства и повыщения эффективности во всем температурном диапазоне ледообразования. Поставленная цель достигается тем, что в линии электропередачи, которая содержит опоры,провод и устройство противогололедной защиты, состоящее из охватывающего провод очистителя с рабочими элементами, предназначенными для механического разрущения и удаления льда с провода, и средство обеспечения перемещения очистителя по проводу,упомянутое средство обеспечения перемещения очистителя выполнено в виде охвать 1 вающего провод элемента, по крайней мере, часть которого выполнена из сплава с эффектом памяти формы, например никелида титана, предварительно запрограммированного на появление реактивных механических напряжений в диапазоне, определяемом температурами начала и конца ледообразования.В линии электропередачи упомянутое средство обеспечения перемещения очистителя также может быть снабжено рабочими элементами, предназначенными для механического удаления льда с провода.Упомянутое средство обеспечения перемещения очистителя должно быть снабжено элементом его неподвижной установки на проводе.Исполнение средства обеспечения перемещения очистителя в виде элемента из сплава с эффектом памяти формы, запрограммированного на появление реактивных напряжений для диапазона температур близкому началу и концу ледообразования, позволяет получить сравнительно легкую конструкцию с высокими эксплуатационными свойствами. Элементы этой конструкции способны совершать относительные перемещения вдоль линии элетропередачи даже при незначительном изменении температуры внещней среды в обе стороны. При этом возникающие внутренние напряжения и усилия будут достаточными для разрущения образовывающегося льда и будут формироваться только для диапазона температур начала и конца ледообразования.Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунком.На фиг. 1 представлена схема работы устройства противогололедной провода линии электропередачи для температуры начала ледообразования.На фиг. 2 представлена схема работы для температуры конца ледообразования.На фиг. 3 представлена типичная термодеформационная кривая (гистерезис) Относительная деформация - температура для сплава с эффектом памяти формы, иллюстрирующая соответствие характеристических точек начала и конца превращений при температурах начала Тн и конца Тк ледообразования.Устройство противогололедной защиты размещается непосредственно на проводе 1,поверхность которого подвергается обледенению.Указанное устройство содержит очиститель 2, устанавливаемый на проводе 1 посредством установочной прорези 3. Очиститель 2 снабжен разнотипными рабочими элементами 4 и 5, выполненными в виде отверстий и остроугольных пластин, предназначенных для механического разрущения и удаления льда 6 с провода. Для облегчения конструкции очиститель 2 может быть выполнен из графитопластика.Очиститель 2 непосредственно связан со средством перемещения 7, которое вь 1 полнено в виде охватывающего провод 1 элемента, например в виде спирали. Для достижения требуемой величины перемещения (деформации) средство перемещения 7 устройства или же отдельный его участок 8 выполнен из сплава с эффектом памяти формы (ЭПФ).Для реализации предлагаемого технического устройства нового типа можно использовать сплавы с ЭПФ, которые работают на простые и сложные деформации и для которых 2, 3реактивные напряжения в сплавах, например на основе меди, достигают 500-600 МПа, а в сложных композициях на основе никелида титана - 1300 Мпапроявляется способность к практически неограниченному возврату деформаций и которые можно запрограммировать на довольно сложные движения и тем самым на соверщение исполнительных функций почти неограниченной степени сложности и количества циклов.В указанной конструкции элемент из сплава с ЭПФ является так называемым интеллектуальным материалом, в котором наряду с обычными для металлов механическими свойствами проявляются функциональные качества одновременно как датчика, так и исполнительного устройства, т.е. когда материал сплава с ЭПФ соверщает работу в зависимости от температуры, см. фиг. 3.При применении сплава с ЭФП на основе никелида титана его химический состав подбирают добавляя Ре, чтобы обеспечить упругие свойства для диапазона температур ледообразования Тн Тк и пластические свойства при более низких температурах. На фиг. 3 будет наблюдаться различие кривых прямой 10 и обратной 11 деформаций, когда сила сопротивления разрушению льда (напряжение в материале сплава) различная. Судя по гра фику фиг. 3, для диапазона температур Тн Тк относительная деформация может дости ВУ 201111 2005.06.30гать 10 , что, несомненно, выше на несколько порядков этого показателя хрупкого материала, каким является лед.Перед установкой элементу с ЭПФ задают память формы путем формирования спирали, например из проволоки круглого сечения в температурном диапазоне Тн ф Тк. Размеры спирали, сечение проволоки и количество витков подбирают с учетомдеформации или величины перемещения сплава с памятью при структурных превращенияхгенерируемого сплавом напряжения, прочности или возможно развиваемого усилия для совершения механической работы - разрушения льда и его удаленияхарактеристических температур начала и конца мартенситных превращенийциклической прочности или предположительного количество циклов срабатывания.Диаметр спирали элемента ЭПФ формируют таковым, чтобы внутренний диаметр спирали в сжатом состоянии (фиг. 2) обеспечивал возможность элементу с ЭПФ растяжения вдоль провода 1 (фиг. 1). Установку элемента 7 или 8 производят простой навивкой на провод 1 после снижения температуры до (-40) ф (-6 О) град. Цельсия, т.е. когда сплав с ЭПФ станет пластичным.При свободной установке устройства противогололедной защиты на проводе при совершении удаления льда вся конструкция устройства будет перемещаться по поверхности провода в одну или другую сторону в зависимости от центра приложения суммарной реактивной силы скалывания льда очистителем 2 и средством перемещения 7 и центра массы устройства.При необходимости закрепления конструкции на определенном участке она может быть закреплена на нем посредством элемента крепления 9 для обработки заданного требуемого участка поверхности провода 1.Работает устройство следующим образом.Если температура внешней среды выше (теплее) диапазона температур Тн ф Тк, то средство 7 или участок 8 будет находиться в сжатом состоянии, фиг. 2.При снижении температуры большем чем Тн, кристаллическая решетка сплава начинает перестраиваться и сплав начинает деформироваться и распрямляться за счет перестройки кристаллической решетки. Так как материал имеет память формы металла на заданный диапазон температур Тн ф Тк, то окончание преообразования этой решетки (деформации) закончится при минимальной температуре ледообразования Тк и полном распрямлении сплава с ЭПФ. При дальнейшем понижении температуры этот эффект прекратится.Из-за перемещения относительных частей устройства 2 и 7 на лед воздействуют рабочие элементы 4 и 5, его раскалывают и удаляют с поверхности провода.При повышении температуры из зоны низких температур произойдет обратный процесс возвращения конструкции в первоначальное состояние. В этом случае при повь 1 шении температуры до Тк материал вспомнит свое состояние и начнет возвращать конструкцию из растянутого в сжатое состояние, совершая такую же работу по разрушению и удалению льда с провода 1.Таким образом, любое, даже незначительное изменение температуры в диапазоне температур ледообразования, будет препятствовать образованию наледи путем постоянного автоматического движения рабочих элементов 4 и 5 относительно поверхности провода 1, скалывания льда и его удаления.Применение предлагаемого устройства позволяетобеспечить автоматическую работу устройства при значительно меньших весовых нагрузках

МПК / Метки

МПК: H02G 7/00

Метки: линия, электропередачи

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-u2011-liniya-elektroperedachi.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Линия электропередачи</a>

Похожие патенты