Тепловая труба

 

Использование: в теплотехнике в теплопередающих устройствах. Сущность изобретения: в зоне 2 конденсации тепловой трубы установлена камера 7 в виде сильфона. Камера 7 сообщена с атмосферой через клапан 8 с приводом. Она же сообщена с полостью трубы через клапан 9. Привод выполнен в виде термочувствительного элемента 4, который выполнен в виде сильфона с легкокипящей жидкостью и с неподвижным нижним торцом. Сильфон камеры 7 соединен днищем с верхним торцом сильфона элемента 4, а верхний торец соединен с корпусом трубы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 28 0 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1" Ц"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t0 (21) 4797317/06 (22) 28,02.90 (46) 15.06.92. Бюл. № 22 (71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (72) А.B.Çàéöåâ, С.R.Êóëèêoâà, Н.А.Афанасьева и Д.Б.Захаров (53) 621.565.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 966480, кл. F 28 D 15/00, 1982, Авторское свидетельство СССР

¹ 11002200774488, кл. F28 0 15/00,,25 В 45/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1128088, кл. F 28 0 15/00, 1984.,, Ы„, 1740949 А1 (54) ТЕПЛОВАЯ ТРУБА (57) Использование: в теплотехнике в теплопередающих устройствах. Сущность изобретения: в зоне 2 конденсации тепловой трубы установлена камера 7 в виде сильфона. Камера 7 сообщена с атмосферой через клапан 8 с приводом. Она же сообщена с полостью трубы через клапан 9. Привод выполнен в виде термочувствительного элемента 4, который выполнен в виде сильфона с легкокипящей жидкостью и с неподвижным нижним торцом, Сильфон камеры 7 соединен днищем с верхним торцом сил ьфона элемента 4, а верхний торец соединен с корпусом трубы. 3 ил.

1740949

15

35

45

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к теплопередающим устройствам.

Известна тепловая труба с зонами испарения и конденсации, в которой неконденсирующиеся газы вытесняются в камеру-контейнер.

Недостатками известной тепловой трубы являются увеличенный габаритный размер, а также вероятность обратного проникновения неконденсирующегося газа в рабочую полсть трубы при отсутствии нагрева и, как следствие, низкая надежность ее работы при запуске.

Известна тепловая труба, содержащая частично заполненный теплоносителем корпус с зонами испарения и конденсации и клапаном, установленным в зоне конденсации и сообщающим полость трубы с окружающей средой.

Недостатками известной трубы являются возможность выхода через обратный клапан паров теплоносителя при больших тепловых нагрузках, а также невозможность отвода неконденсирующихся газов через обратный клапан при рабочих давлениях в тепловой трубе ниже атмосферного, Наиболее близким к предлагаемому является тепловая труба, содержащая частично заполненный теплоносителем корпус с зонами испарения и конденсации, в последней из которых установлена камера, сообщающаяся как с атмосферой через клапан с приводом, так и с полостью трубы, при этом привод выполнен в виде термочувствительного элемента в виде сильфона с неподвижным торцом, частично заполненного легкокипящей жидкостью.

Недостатком тепловой трубы является открытое положение клапана в нерабочем состоянии и при низких тепловых нагрузках, что равносильно разгерметизации тепловой трубы. Убыль теплоносителя необходимо периодически восполнять, в противном случае тепловой режим работы трубы будет ухудшаться. Невозможен также быстрый перевод тепловой трубы в рабочее состояние при подаче нагрузки, поскольку расчетная мощность будет достигнута трубой лишь после удаления воздуха и закрытия клапана. Кроме того, устройство неработопособно для тепловых труб, рабочее давление которых ниже атмосферного, Цель изобретения — повышение надежности тепловой трубы.

Поставленная цель достигается тем, что камера выполнена в виде сильфона, соединенного днищем с верхним торцом сильфона термочувствительного элемента, а верхней кромкой — с корпусом трубы и дополнительно снабжена на боковой ее поверхности обратным клапаном.

На фиг,1 изображено устройство с частичным разрезом, общий вид; на фиг.2— узел устройства при наличии в тепловой трубе большого количества неконденсирующегося газа; на фиг.3 — то же, при наличии малого количества неконденсирующегося газа.

Тепловая труба состоит из корпуса, содержащего зону 1 испарения и зону 2 конденсации, жидкий теплоноситель 3, термочувствительный элемент 4 в форме сильфона, частично наполненный легкокипящей жидкостью 5 и жестко связанный нижним торцом с корпусом посредством платформы 6, камеру 7 в форме сильфона с клапаном 8 и обратным клапаном 9, Днище камеры 7 жестко соединено с верхним торцом сильфона 4, а верхней кромкой — c корпусом трубы в зоне 2 конденсации, В тепловой трубе можно условно выделить границу 10 между неконденсирующимся газом и парами теплоносителя 3.

Устройство работает следующим образом, Теплота от внешнего источника через стенку зоны 1 испарения передается жидкому теплоносителю 3, вызывая его кипение и частичное испарение в зону 2 конденсации, где пар, конденсируясь на стенках, отдает тепло и стекает вниз обратно в зону 1 испарения, завершая испарительно-конденсационный цикл теплоносителя в тепловой трубе. При появлении во внутренней полости трубы неконденсирующегося газа поднимающиеся пары теплоносителя оттесняют его вверх, где он застаивается и имеет температуру ниже, чем температура паров теплоносителя. При увеличении количества неконденсирующегося газа происходит опускание границы 10, выше которой пары теплоносителя практически не проникают и, таким образом, уменьшается зона конденсации пара, что приводит к повышению давления и температуры паров теплоносителя

3. При достижении опускающейся границы

10 зоны расположения термочувствительного элемента 4 температура последнего снижается, пары легкокипящей жидкости 5 в нем конденсируются и сильфон термочувствительного элемента 4 сжимается. Днище камеры 7 при этом будет опускаться вниз, 410 приведет к увеличению объема и одновременному понижению давления в камере

7. В этом случае клапан 8, если и был открыт, закроется, а при достижении заданной разницы давлений между полостью трубы и камерой 7 откроется обратный клапан 9 и часть неконденсирующегося газа поступит

1740949 из тепловой трубы в камеру 7. Этот процесс сопровождается снижением давления в тепловой трубе и перемещением границы 10 вверх. Термочувствительный элемент 4 снова окажется в зоне, доступной парам теплоносителя 3. Легкокипящая жидкость 5 вскипает, частично испаряется, давление в сильфоне 4 увеличивается и верхним своим торцом, воздействуя на днище камеры 7, будет сжимать находящийся там неконденсирующийся газ. Обратный клапан 9 при этом закроется. Дальнейшее повышение давления в камере 7 приведет в определенный момент, зависящий от значения заданного перепада давления между камерой 7 и атмосферой, к открытию клапана 8 и удалению газа из камеры 7 в окружающую среду.

При дальнейшем выделении неконденсирующегося газа процесс повторяется.

Перепад давления между полостью тепловой трубы и камерой 7, при котором срабатывает обратный клапан 9, а также перепаддавления между камерой 7 и атмосферой, при котором срабатывает клапан 8, задаются (и могут регулироваться) в зависимости от соотношения между давлением окружающей тепловую трубу среды, рабочим давлением и возможным значением максимального его наброса в тепловой трубе. Конструкция предлагаемого устройства сравнительно проста в изготовлении и может быть выполнена в виде автономного модуля с регулируемыми клапанами и резьбовым сое5 динением для установки на трубе.

Таким образом, изобретение позволяет удалять неконденсирующиеся газы автоматически без разгерметизации тепловой трубы как при высоких, так и при пониженных

10 рабочих давлениях, позволяет быстро вводить в действие тепловую трубу, не допуская ее перегрева, обеспечивая тем самым высокую надежность устройства.

Формула изобретения

15 Тепловая труба, содержащая корпус с зонами испарения и конденсации, в последней из которых установлена камера, сообщающаяся с полостью корпуса и атмосферой, причем с последней — через

20 клапан, снабженный приводом в виде сильфона с верхним и неподвижным нижним торцами, частично заполненного легкокипящей жидкостью, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, каме25 ра выполнена также в виде сильфона, снабженного в боковой стенке обратным клапаном и соединенного днищем с верхним торцом сильфона привода клапана, а верхней кромкой — с корпусом.

1740949

35

45

Составитель С. Бугорская

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор А.Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 2077 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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