Газорегулируемая тепловая труба

 

Использование: в теплотехнике для термостатирования объектов. Сущность изобретения: на торце корпуса 1 в зоне 4 конденсации выполнена выемка. В корпусе 1 расположен газовый резервуар, который образован полостью установленной в корпусе 1 вставки 5. Последняя установлена на торце зоны 2 испарения с зазором по отношению к торцу зоны 4. В зоне 2 установлен нагреватель 6. Нагреватель 6 снабжен регулятором 7 мощности, соединенным с датчиком 8. Датчик 8 установлен в зоне 4 выше термостатируемого объекта. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (!!) (si)s F 28 D 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Q1

0 (Я (21) 4771108/06 (22) 14.12.89 (46) 30.09.92, Бюл. йв 36 (71) Грузинский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) И,Г.Шекриладзе, Г.Б,Гогишвили, Д,Г.Русишвили и К. Г,Тутберидзе (56) Патент США М 3613773, кл. F 28 0 15/00, опублик. 1971.

Авторское свидетельство СССР

N. 1657924, кл. F 28 0 15/02, 1987, (54) ГАЗОРЕГУЛИРУЕМАЯ ТЕПЛОВАЯ

ТРУБА (57) Использование: в теплотехнике для термостатирования обьектов. Сущность изобретения: на торце корпуса 1 в зоне 4 конденсации выполнена выемка. В корпусе

1 расположен газовый резервуар, который образован полостью установленной в корпусе 1 вставки 5. Последняя установлена на торце зоны 2 испарения с зазором по отношению к торцу зоны 4. В зоне 2 установлен нагреватель 6. Нагреватель 6 снабжен регулятором 7 мощности, соединенным с датчиком 8. Датчик 8 установлен в зоне 4 выше термостатируемого объекта. 1 ии.

1765675

Предлагаемое изобретение относится к области теплотехники, в частности к тепловым трубам, применяемым в системах терморегулирования, Известны газорегулируемые тепловые трубы — герметичные устройства с испарительно-конденсационным циклом во внутренней полости, снабженные резервуаром неконденсирующегося газа, Прототипом предлагаемого технического решения является известная газорегулируемая тепловая труба, содержащая цилиндрический корпус с зонами испарения и конденсации, коаксиальную вставку с днищем в зоне конденсации и коаксиальную втулку из теплопроводного материала, контактирующего с днищем вставки и имеющую паропроводы, выведенные в зазор между вставкой и корпусом.

Известная тепловая труба характеризуется относительно высокой точностью стабилизации температуры объекта термостатирования размещенного в U-образной полости за счет термостатирования резервуара с газом и обеспечения конденсации теплоносителя на поверхности полости, Однако, достижимая точность ограничивается определенным, хотя и малым, влиянием на температуру насыщения пара возможных изменений мощности нагревателя и температуры окружающей, среды, Целью предлагаемого изобретения является повышение точности термостатирования термостатируемой полости, Указанная цель достигается тем, что в известной газорегулируемой тепловой трубе, содержащей зоны испарения и конденсации и U-образную выемку в торце зоны конденсации для размещения термостатируемого объекта, нагреватель в зоне испарения и газовый резервуар, образованный полостью цилиндрической вставки, вставка установлена на торце зоны испарения, образуя с корпусом кольцевой зазор, а нагреватель снабжен регулятором мощности, соединенным с датчиком перепада температур, установленным в зоне конденсации выше термостатируемого объекта, расположенного в U-образной выемке, Указанные новые элементы и связи между ними позволяют резко снизить изменения температуры насыщения пара при изменении условии отвода тепла из зоны конденсации и соответственно повысить точность термостатирования объекта, расположенного в термостатируемой полости, На чертеже схематически представлена и редлагаемая газорегулируемая тепловая тру.за.

55..; ..с.

Она содержит корпус 1 с зонами испа-" рения 2, транспорта 3 и конденсации 4;резервуар неконденсирующегося газа„ образованный цилиндрической вставкой 5, электронагреватель 6, снабженный регулятором мощности 7,.соединенный с датчиком перепада температуры 8,.расположенным в зоне конденсации выше термостатируемого объекта 9. На внутренней поверхйости корпуса имеется капиллярная структура 10. Ре- . зервуар, образованный вставкой 5, снабжен вентилем 11.

Газорегулируемая тепловая труба работает следующим образом.

В зоне испарения 2, которая обогревается нагревателем 6, идет процесс испарения теплоносителя. Пар по зазору между вставкой 5 и корпусом 1 через зону транспорта 3 поступает в зону конденсации 4; где конденсируется, отдавая тепло внешней охлаждающей среде. Образующийся конденсат по кап илля рной структуре 10 возвращается в зону испарения 2. В зоне конденсации 4 между паром и неконденсирующимся газом образуется достаточно резкая граница, благодаря чему неконденсирующийся газ сглаживает (уменьшает) возможные колебания давления (и температуры насыщения) пара теплоносителя из-за изменения внешних условий, В рассматриваемом устройстве количество газа (при помощи вентиля 11) подбирается таким образом, что граница пар — газ находится в области расположения датчика перепада температур 8. В этом случае датчик 8 оказывается весьма чувствительным к изменению температуры насыщения пара. Связано это с тем, что в зоне границы пар-газ температура меняется весьма резко, поэтому малейшее изменение температуры насыщения пара (и соответственно давления пара), приводящее к перемещению границы раздела пар — газ буквально на доли миллиметра, приводит к значительному изменению перепада температуры на датчике 8.

Расчеты показывают, что при достаточно малом сечении канала между корпусом 1 и вставкой 5 изменение температуры насыщения пара приводит на три-четыре порядка большемУ изменению перепада температур на датчике 8, благодаря этому весьма простой регулятор 7, меняющий мощность нагревателя 6 по показанию датчика 8 (сохраняя на датчике 8 перепад температуры, допустим, с точностью «+1 С), способен обеспечить стабилизацию температуры насыщения пара с точностью сотой и даже тысячной доли градуса. Благодаря этому повышается точность термостатирования термостатируемого объекта 9, распо1765675

Составитель С. Бугорская

Техред М.Моргентал Корректор Т. Ваш ко вич

Редактор

Заказ 3378 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 л меженного в U-образной выемке, температура которого близка к температуре насыщения пара.

В рассматриваемом устройстве регулятор 7 фактически компенсирует воздействие изменения температуры окружающей среды изменением мощности электронагревателя 6.. Очевидно также, что регулятор

7 с датчиком 8 и нагревателем 6 при заданном количестве газа стабилизируют температуру насыщения пара на заданном температурном уровне, изменение которого возможно путем изменения массы неконденсирующегося газа в резервуаре, образованном вставкой 8, при помощи вентиля 11, После такого изменения и перекрытия вентиля 11 угтройство стабилизирует температуру термостатирования объекта 9 уже на другом температурном уровне.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет существенно повысить точность термостатирования и достичь точности существенно выше, чем точность используемого датчика температуры. Она может быть использована для обеспечения термостатирования различных объектов, например для поддержания в замкнутом объеме критической температуры заданно5 го вещества, Формула изобретения

Газорегулируемая тепловая труба, содержащая корпус с U-образной выемкой на

10 торце зоны конденсации и нагревателем в зоне испарения и газовый резервуар, образованный полостью вставки, соосно установленной в корпусе с образованием кольцевого зазора, отличающаяся тем, 15 что, с целью повышения точности термостатирования, упомянутая вставка установлена на торце зоны испарения с зазором по отношению к торцу зоны конденсации с образованием кольцевого зазора с выемкой, а

20 нагреватель снабжен регулятором мощности, соединенным с датчиком перепада температур, установленным в зоне конденсации выше термостатируемого объекта,