Криогенный узел координатора
Использование: в оптико-электронных приборах, имеющих в своем составе элементы, требующие для работы охлаждение, например, фотоприемники (ФП), находящиеся на вращающемся и прокачивающемся роторе гироскопа. Сущность: криогенный узел координатора содержит две трубки для подвода хладагента к накопителю ФП, одна из которых жестко связана с ротором гироскопа, а вторая установлена в хвостовике кардана и соединена с трубкой микрохолодильника. Между первой и второй трубками введена третья трубка, образующая шарнирное соединение с первой и второй трубками. Центры вращения шарниров находятся при этом на одинаковом расстоянии от точки поворота ротора гироскопа. Шарнирное соединение трубок криогенного узла координатора может иметь различные конструктивные выполнения.
Полезная модель относится к области микрокриогенной техники и может быть использована в оптико-электронных приборах, имеющих в своем составе элементы, требующие для работы охлаждения, например, фотоприемники (ФП), находящиеся на вращающемся и прокачивающемся роторе гироскопа.
Предлагаемое устройство предназначено для подвода хладагента к ФП. Характерной особенностью функционирования гиростабилизированных оптико-электронных следящих координаторов (ОЭСК) являются повороты оси гироскопа, без чего невозможна нормальная работа прибора. Приемники излучения для оптического диапазона длин волн имеют четкую зависимость основных фотоэлектрических параметров чувствительных площадок от уровня охлаждения, поскольку именно уровень охлаждения ограничивает шум, вызываемый тепловым движением молекул и атомов, а в ряде случаев напрямую влияет на работоспособность ФП и в целом всего прибора.
Известен криогенный узел координатора (см. патент США №3372556, НКИ 62-45, опубл. 12.03.1968 г.), содержащий камеру, поворачивающуюся вместе с осью гироскопа. ФП располагается в камере, которая закрывается герметизирующей дверцей, установленной подвижно на штифтах, закрепленных на стенке камеры. Стенка камеры снабжена прорезью, через которую в камеру подводится криостат. В начале цикла охлаждения хладагент поступает в камеру по трубке, установленной внутри криостата. Сила давления, с которой подается хладагент, заставляет дверцу отодвинуться от криостата. После того, как цикл охлаждения закончен, криостат отводится от камеры соленоидом, который преодолевает сопротивление пружины, окружающей криостат. В тот момент, когда криостат отводится из камеры, прорезь герметизируется
дверцей посредством пружин, установленных на штифтах. Гироскоп освобождается, что позволяет оси ротора поворачиваться.
Недостатками данной конструкции является то, что ФП имеет возможность охлаждаться только при нулевых углах поворота оси ротора, а также сложность, большие габариты конструкции и обусловленная этим ее ненадежность.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели является криогенный узел координатора в изделии 9Э410, (см. Переносной зенитно-ракетный комплекс «Игла», Техническое описание, Москва, Военное издательство 1987 г.), выбранный в качестве прототипа. Криогенный узел координатора представляет собой две трубки, одна из которых 1 закреплена в контактном устройстве кардана, жестко связана с ротором 2 гироскопа и имеет возможность поворачиваться вместе с ним. Вторая трубка 3, в которую вводится трубка микрохолодильника 4 диаметром 0,5 мм, закреплена в хвостовике кардана (см. фиг.1). Трубки 1 и 3 соосны и установлены с осевым зазором между ними. В момент разгона ротора под действием электрического удара появляются нутационные колебания (см. фиг.2). Это приводит к тому, что первая трубка 1 поворачивается на соответствующие углы относительно второй трубки 3. Таким образом, при повороте ротора ухудшаются условия подвода хладагента к ФП 5, особенно при больших углах поворота ротора, что увеличивает время выхода на режим ФП и является существенным недостатком прототипа. Кроме того, происходит нерациональный расход хладагента, что также можно отнести к недостаткам прототипа.
Задачей предлагаемой полезной модели является сокращение времени выхода ФП на режим, а также рациональное использование хладагента за счет введения в конструкцию предложенного криогенного узла координатора.
Для достижения этого технического результата предлагается криогенный узел координатора, который, как и наиболее близкий к нему, выбранный в качестве прототипа, содержит две трубки для подвода хладагента к накопителю ФП, одна из которых жестко связана с ротором гироскопа, а вторая установлена в хвостовике кардана и соединена с трубкой микрохолодильника, Особенностью предлагаемой полезной модели, отличающей ее от известного, принятого за прототип криогенного узла, выбранного в качестве прототипа, является то, что между первой и второй трубками введена третья трубка, образующая шарнирное соединение с первой и второй трубками. Центры вращения шарниров находятся при этом на одинаковом расстоянии от точки поворота ротора гироскопа. Криогенный узел координатора может иметь различные конструктивные выполнения, например, (см. пункт 2 формулы) выходной конец третьей трубки представляет собой сферическую поверхность и установлен во входной конец первой трубки, выполненный в виде сферической чашки. При этом во входной конец третьей трубки, представляющий собой сферическую чашку, установлен выходной конец второй трубки, выполненный в виде сферической поверхности. Еще один пример выполнения шарнирного соединения трубок (см. пункт 3 формулы) заключается в том, что выходной конец третьей трубки представляет собой сферическую чашку, в которую установлен входной конец первой трубки, выполненный в виде сферической поверхности, а входной конец третьей трубки представляет собой сферическую поверхность, установленную в выходной конец второй трубки, представляющий собой сферическую чашку. Третья возможность выполнения шарнирного соединения трубок (см. пункт 4 формулы) заключается в том, что в выходной конец третьей трубки, представляющий собой сферическую чашку, установлен входной конец первой трубки, выполненный в виде сферической поверхности, а во входной конец третьей трубки, также представляющий собой сферическую чашку, установлен выходной конец второй трубки, выполненный в виде
сферической поверхности. Четвертый пример выполнения шарнирного соединения трубок (см. пункт 5 формулы) заключается в том, что выходной конец третьей трубки выполнен в виде сферической поверхности и установлен во входной конец первой трубки, представляющий собой сферическую чашку, входной конец третьей трубки также выполнен в виде сферической поверхности и установлен в выходной конец второй трубки, представляющий собой сферическую чашку.
Технический результат, достигнутый в предлагаемой полезной модели, получен за счет следующего.
В отличие от прототипа, предложенная конструкция криогенного узла координатора за счет введения третьей дополнительной шарнирной трубки, установленной между двумя трубками соосно с ними, представляет собой двойной шарнир. Такая конструкция в два раза уменьшает углы разворота трубок друг относительно друга по сравнению с углом разворота ротора координатора. Это позволяет хладагенту беспрепятственно достигать ФП даже при больших углах разворота ротора, что существенно сокращает время выхода ФП на режим. Кроме того, происходит более рациональное использование хладагента.
Таким образом, совокупность указанных выше признаков позволяет решить поставленные задачи.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображены:
на фиг.3 - предлагаемый криогенный узел (осевой разрез), в соответствии с пунктом 2 формулы полезной модели;
на фиг.4 - предлагаемый криогенный узел при угле поворота оси ротора 40°.
Во внутренней полости координатора установлен карданный подвес 6 с ротором 7 и закрепленной на нем фотооптической системой 8. В корпусе координатора смонтирован криогенный узел координатора, состоящий из
первой трубки 9, закрепленной в контактном устройстве кардана, и имеющей возможность поворачиваться вместе с ротором. Вторая трубка 10 жестко закреплена в хвостовике кардана. В нее вводится трубка микрохолодильника 11 диаметром 0,5 мм. Между трубками 9 и 10 введена третья трубка 12, образующая шарнирное соединение с первой 9 и второй 10 трубками. Третья трубка 12 с выходного конца 13 заканчивается сферической поверхностью, а с входного 14 - сферической чашкой. Трубка 12 устанавливается своим выходным концом 13 во входной конец 15 трубки 9, представляющий собой сферическую чашку. Выходной конец 16 трубки 10, представляющий собой сферическую поверхность, устанавливается во входной конец 14 третьей трубки 12. Третья трубка 12 устанавливается таким образом, чтобы центры поворотов шарнира находились бы на одинаковом расстоянии от центра поворота ротора гироскопа (L 1=L2) (см. фиг.3).
Устройство работает следующим образом.
При повороте оси ротора 7 гироскопа первая трубка 9 поворачивается вместе с ним на соответствующие углы. При этом третья трубка 12 поворачивается на угол, вдвое меньший, чем угол поворота оси ротора 7, вторая трубка 10 при повороте ротора 7 остается неподвижной (см. фиг.4). В связи с этим утечка хладагента наружу не происходит, и весь поток хладагента подводится к ФП.
Таким образом, в заявляемой полезной модели за счет нового, отличного от прототипа, конструктивного решения системы подвода хладагента к ФП появилась возможность существенного сокращения времени выхода ФП на режим, а также рационального использования хладагента.
1. Криогенный узел координатора, содержащий две трубки, одна из которых жестко связана с ротором гироскопа, а вторая установлена в хвостовике кардана и соединена с трубкой микрохолодильника, отличающийся тем, что между первой и второй трубками введена третья трубка, образующая шарнирное соединение с первой и второй трубками, при этом центры вращения шарниров находятся на одинаковом расстоянии от точки поворота ротора гироскопа.
2. Криогенный узел координатора по п.1, отличающийся тем, что выходной конец третьей трубки, представляющий собой сферическую поверхность, установлен во входной конец первой трубки, выполненный в виде сферической чашки, а во входной конец третьей трубки, представляющий собой сферическую чашку, установлен выходной конец второй трубки, выполненный в виде сферической поверхности.
3. Криогенный узел координатора по п.1, отличающийся тем, что выходной конец третьей трубки представляет собой сферическую чашку, в которую установлен входной конец первой трубки, выполненный в виде сферической поверхности, а входной конец третьей трубки представляет собой сферическую поверхность, установленную в выходной конец второй трубки, представляющий собой сферическую чашку.
4. Криогенный узел координатора по п.1, отличающийся тем, что в выходной конец третьей трубки, представляющий собой сферическую чашку, установлен входной конец первой трубки, выполненный в виде сферической поверхности, а во входной конец третьей трубки, представляющий собой сферическую чашку, установлен выходной конец второй трубки, выполненный в виде сферической поверхности.
5. Криогенный узел координатора по п.1, отличающийся тем, что выходной конец третьей трубки выполнен в виде сферической поверхности и установлен во входной конец первой трубки, представляющий собой сферическую чашку, входной конец третьей трубки также выполнен в виде сферической поверхности и установлен в выходной конец второй трубки, представляющий собой сферическую чашку.
