ТЕРМОСТАТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к испарительному охлаждению.

Известен способ охлаждения поверхности печи путем орошения ее кипящей жидкостью.

Недостатком известного способа является дискомфорт на рабочих местах, возникающий при распространении пара в помещение.

Известно, что температура кипящей жидкости определяется давлением в паровом пространстве над жидкостью. На этом принципе основана заявка на способ регулирования температуры поверхности теплового экрана.

Предполагаемое изобретение термостатирующее устройство является реализацией данного способа. Устройство предназначается для работы в невесомости и включает герметичную емкость, окружающую термостатируемый прибор со стороны его цилиндрической поверхности и одного из торцов, заполненную кипящей криогенной жидкостью, например гелием, со стороны омываемого торца формируется паровое пространство над жидкостью, уровень которой регулируется, например, специальным поплавковым клапаном на приточном патрубке, а давление пара регулируется дросселированием, тем самым поддерживаются определенные температура кипения и температура термостатируемого прибора, отличается тем, что кипящая жидкость вращается вокруг прибора и одновременно движется с пузырьками пара в сторону торца с паровым пространством под действием, например, лопастей специального профиля, закрепленных внутри вращающейся емкости. Вращение необходимо для создания центробежной силы, которая в условиях невесомости обеспечивает равномерное поглощение тепла жидкостью с цилиндрической поверхности прибора, а также формирование парового пространства вокруг оси вращения на торцевой части.

Вокруг вращающейся емкости предусмотрен неподвижный герметичный кожух, служащий для сбора паров, отсосанных из парового пространства и просочившихся через неплотности вращающейся емкости.

Поверх кожуха размещается теплоизоляция, например, из дьюаровских сосудов.

Пар из кожуха отсасывается компрессором, пропускается через конденсатор, далее полученная жидкость поступает в рессивер, из которого она вновь под давлением подается в герметичную емкость для поддержания определенного уровня с помощью специального поплавкового клапана.

Достоинством изобретения является эффективный отвод тепла от прибора, сведение к минимуму потерь криогенной жидкости, обеспечение требуемой продолжительности непрерывного охлаждения прибора с приемлемыми габаритами и массой термостатирующего устройства.

На схематичном чертеже предлагаемого устройства изображены 1 - термостатируемый прибор, 2 кипящая криогенная жидкость, 3 вращающаяся герметичная емкость с лопастями специального профиля, 4 электропривод вращения емкости, 5 паровое пространство, 6 дросселькран на паростравливающем патрубке, 7 паросборный кожух, 8 компрессор, 9 - конденсатор, 10 ресивер, 12 теплоизолирующие сосуды Дьюара, 11 - специальный поплавковый клапан.

Термостатирующее устройство работает следующим образом.

Тепло, выделяемое термостатируемым прибором 1, поглощается кипящей криогенной жидкостью 2, вращающейся вокруг прибора под действием лопастей специального профиля, закрепленных внутри вращающейся герметичной емкости 3, под действием электропривода 4, одновременно жидкость 2 движется с пузырьками пара в сторону торца с паровым пространством 5, давление в котором регулируется дросселькраном на паростравливающем патрубке 6, а величина давления пара определяет температуру кипения жидкости 2 и температуру на поверхности прибора 1, пары жидкости, просочившиеся через неплотности вращающейся емкости 3 и через дросселькран 6 концентрируются в паросборном кожухе 7, отсасываются компрессором 8 и подаются в конденсатор 9, образовавшаяся в нем жидкость через ресивер 10 вновь подается во вращающуюся емкость 3 через клапан 11, регулирующий уровень жидкости 2, а кожух 7 окружен теплоизолирующими сосудами Дьюара 12.

Использование: в теплотехнике. Сущность изобретения: повышение эффективности отвода тепла обеспечивается тем, что в термостатирующем устройстве, работающем в невесомости, охлаждение прибора 1 кипящим гелием 2 происходит за счет вращения последнего лопастями герметичного испарителя 3 и одновременного перемещения с пузырьками пара в сторону одного из торцов прибора 1, где сформировано паровое пространство, из которого пар отсасывается компрессором 8, а уровень жидкости и давление пара в котором регулируются, тем самым поддерживаются определенные температура кипения гелия и температура поверхности прибора. 1 ил.

Термостатирующее устройство, содержащее тепловую трубу с испарителем, компрессором и конденсатором, соединенными посредством паро- и конденсатопроводов, частично заполненную жидким теплоносителем, в испарителе которой установлен термостатируемый прибор, отличающееся тем, что испаритель вращается вокруг прибора и снабжен изнутри лопастями для вращения и перемещения жидкого теплоносителя и его паров к торцовому паровому пространству, уровень конденсата в котором зарегулирован поплавковым клапаном на конденсатопроводе, испаритель снаружи охвачен герметичным теплоизолированным паросборным кожухом, сообщенным с испарителем патрубком с регулятором давления, при этом в качестве теплоносителя использован гелий.