Компенсационная емкость
Изобретение относится к компенсационным емкостям и может быть использовано в системах терморегулирования герметичных объектов. Целью изобретения является повышение ресурса емкости, надежности и снижение массогабаритных характеристик. Цель достигается тем, что компенсационная емкость состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. К одному из торцов корпуса примыкает крыльчатка центробежного насоса 4, укрепленная на валу электродвигателя 5. Всасывающая сторона насоса подключена к заборной трубке 6. Жидкостная полость отделена от газожидкостной полости основной 7 и дополнительной 8 профилированными перегородками, между которыми расположены лопатки 9. Пленочный резистивный нагреватель 10, находящийся на опорных элементах 11, образует зазоры со стенкой и торцом корпуса. На торце находится лопатки 12. За ними располагается полость 13, где находится биметаллический датчик 14 температуры и контакт 15. В дополнительной перегородке выполнены отверстия 16. 1 ил.
Изобретение относится к компенсационным емкостям жидкостных систем терморегулирования герметичных объектов, предназначенным для хранения основного запаса объема рабочей жидкости и компенсирования ее объемных изменений при тепловых воздействиях. Известны системы терморегулирования, включающие, в частности, компенсационную емкость и нагреватель, которые в связи с требованиями минимальных габаритов обычно конструктивно совмещаются. Так как в емкости обычно имеется газовый объем для компенсации температурных объемных изменений жидкости, возможна такая пространственная ориентация емкости, при которой нагревательные элементы окажутся в парогазовой среде, что может привести к перегоранию нагревателей и(или) к воспламенению паров рабочей жидкости, например, с органической основой. Этот недостаток устранен в другой компенсационной емкости, тем, что в корпусе установлен заборный патрубок с входным отверстием, расположенным в центральной зоне, и выходным отверстием - в зоне всасывания насоса, причем жидкостная полость, где происходит забор жидкости, отделена от газожидкостной полости со штуцером для входа рабочей жидкости из системы посредством профилированной перегородки с цилиндрической горловиной по оси, через которую проходит заборный патрубок. В таких емкостях в связи с требованиями минимальных габаритов и малого времени готовности в жидкостной полости, где расположены резистивные нагреватели, создается высокая плотность мощности тепловыделения, и поэтому рабочая жидкость нагревается неравномерно по объему емкости. Кроме того, возможно образование зон кругового движения жидкости по периферии корпуса и в зоне опорных элементов нагревателей. По этим причинам время готовности возрастает и смещается точка равновесия теплового баланса. В подобных устройствах обычно используются открытые проволочные спиральные нагреватели, у которых в месте контакта проволоки с опорными элементами образуются застойные зоны, где отсутствует движение рабочей жидкости, и поэтому происходит ее испарение, ведущее к повышенной коррозии нагревателя и к разложению (или воспламенению) ее паров, что снижает ресурс рабочей жидкости и нагревателя. Целью изобретения является повышение ресурса устройства. Указанная цель достигается тем, что нагреватель резистивного типа выполнен в виде металлической полосы, нанесенной на гибкую диэлектрическую основу и образует цилиндрическую поверхность, образующая которой в случае большой поверхности теплоотдачи (мощности) может быть спиральной. На заданном расстоянии от профилированной перегородки установлена дополнительная перегородка, спрофилированная таким образом, что площадь проходного сечения увеличивается по потоку жидкости, образующая кольцевой зазор со стенкой корпуса в зоне наружной поверхности нагревателя. Перегородки соединены лопатками, закручивающими жидкость между перегородками, причем в случае спиральной поверхности нагревателя направление спирали завивки таково, что поток, закрученный на лопатках, направляется к оси указанной поверхности. В месте примыкания дополнительной перегородки к заборному патрубку выполнены отверстия для выхода газовых пузырей из жидкостной полости во время заправки емкости, причем площадь этих отверстий по крайней мере на порядок меньше, чем площадь кольцевого зазора, образованного основной перегородкой и заборным патрубком. На торце емкости выполнены направляющие лопатки. На чертеже показана предложенная емкость, общий вид с разрезами А-А и Б-Б. Компенсационная емкость представляет собой корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. К одному из торцов корпуса примыкает крыльчатка центробежного насоса 4, укрепленная на валу электродвигателя 5. Всасывающая сторона насоса подключена к заборной трубке 6. Жидкостная полость отделена от газожидкостной полости основной 7 и дополнительной 8 профилированными перегородками, между которыми расположены лопатки 9. Пленочный резистивный нагреватель 10, находящийся на опорных элементах 11, образует зазоры со стенкой и торцом корпуса. На торце находятся лопатки 12. За ними располагается полость 13, где находится биметаллический датчик 14 температуры и контакт 15. В дополнительной перегородке выполнены отверстия 16. Компенсационная емкость работает следующим образом. Рабочая жидкость попадает в емкость через патрубок 2. Проходя через горловину перегородки 7, а затем между перегородками 7 и 8 поток закручивается на лопатках 9 и далее движется по спиральной траектории, омывая нагреватель 10, и при этом нагревается. На торце корпуса поток направляется лопатками 12 в приемное отверстие заборного патрубка 6 и далее подается крыльчаткой центробежного насоса в систему через выходной патрубок 3. По достижении жидкостью заданной температуры датчик 14 переходит из положения I в положение II и замыкает контакт. По этому сигналу происходит выключение нагревателей. При снижении температуры жидкости датчик возвращается в положение I, размыкая контакт, происходит включение нагревателей. Закручивание потока лопатками позволяет увеличить путь, проходимый каждым элементарным объемом жидкости по поверхности теплоотдачи нагревателя и тем самым увеличивает время контакта рабочей жидкости с нагревателем, а использование резистивного нагревателя пленочного типа снижает плотность мощности тепловыделения. Этим обеспечивается более эффективный режим теплообмена и повышение ресурса теплоносителя (рабочей жидкости). Направляющие лопатки на торце корпуса, а также соответствующее направление спиральной образующей цилиндрической поверхности нагревателя, уменьшает гидравлическое сопротивление контура, что снижает требуемую мощность на прокачку жидкости. (56) Авторское свидетельство СССР N 1240156, кл. F 25 B 45/00, 1984.
Формула изобретения
КОМПЕНСАЦИОННАЯ ЕМКОСТЬ для системы терморегулирования герметичных объектов, содержащая корпус с торцовыми стенками, расположенный вдоль его оси заборный патрубок с входным концом у одной торцовой стенки и с центробежным насосом - у противоположной и основную профилированную перегородку внутри него, образующую с заборным патрубком кольцевой зазор и разделяющую корпус на жидкостную полость с резистивным нагревателем и газожидкостную полость с входным штуцером для рабочей жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения ресурса, надежности и снижения массогабаритных характеристик системы, резистивный нагреватель выполнен пленочным с круговой или спиральной цилиндрической поверхностью, параллельной оси корпуса, емкость дополнительно снабжена биметаллическим термовыключателем, основными и дополнительными лопатками, дополнительной перегородкой, установленной с зазором относительно основной перегородки, при этом дополнительная перегородка примыкает к заборному патрубку, имеет отверстия для выхода газовых пузырей в месте примыкания, образует кольцевой зазор со стенкой корпуса в зоне наружной поверхности нагревателя и соединена с основной перегородкой основными лопатками, и на торцовой стенке корпуса, обращенной к входному отверстию заборного патрубка, установлены с возможностью вращения в сторону, противоположную вращению основных лопаток, дополнительные лопатки.РИСУНКИ
Рисунок 1
