СПОСОБ ЗАЛИВКИ И ВАКУУМИЗАЦИИ ОХЛАДИТЕЛЕЙ-ТЕРМОСИФОНОВ Российский патент 2003 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к полупроводниковой преобразовательной технике, и может использоваться в статических преобразователях электрической энергии.

Известен способ заливки и вакуумизации охладителей на основе двухфазных термосифонов, заключающийся в прямом заполнении части внутренней полости охладителя жидким теплоносителем. (Исакеев А.И., Киселев И.Г. Филатов В.В. Эффективные способы охлаждения остовых полупроводниковых приборов. - Л.: Энергоиздат, 1982, 136 с.).

Наиболее близким техническим решением является способ заливки и вакуумизации охладителей на основе двухфазных термосифонов из прессованных оребренных профилей из алюминиевого сплава с использованием в качестве жидкого промежуточного теплоносителя перфтортриэтиламина (МД-3Ф), заключающийся в том, что внутреннее пространство испарительной части охладителя-испарителя заполняется перфтортриэтиламином с помощью медицинского шприца, далее для вакуумизации часть жидкости выпаривается в окружающее пространство. (Технологическая инструкция по заполнению двухфазных термосифонов. - ООА 137-97-ртм, г. Саранск, Электровыпрямитель, 1977, 27 с.).

Недостатком данного способа является то, что при вакуумизации-выпаривании часть весьма дорогостоящего перфтортриэтиламина улетучивается в окружающее пространство; кроме того, при этом сложно контролировать необходимую глубину вакуума внутри охладителя-термосифона.

Технический эффект заключается в уменьшении расхода дорогостоящего перфтортриэтиламина, повышении качества вакуумизации охладителей на основе двухфазных термосифонов.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе заливки и вакуумизации охладителей-термосифонов путем заливки внутреннего пространства испарительной части охладителя-испарителя перфтортриэтиламином охладитель заполняют перфтортриэтиламином с помощью дозатора через вакуумную трубку и технологический штуцер, расположенный вверху охладителя, вакуумизируют путем выпаривания части перфтортриэтиламина через технологический штуцер, вакуумную трубку с помощью мензурки, частично заполненной дистиллированной водой, с парными электрическими контактами и поплавком, с помощью электрических нагревателей, между которыми расположен испаритель. Количество заливающего перфтортриэтиламина определяется следующим образом:
М=М₁+m,
где М - количество заливаемого перфтортриэтиламина, мл;
M₁ - количество перфтортриэтиламина, наобходимое для эффективной работы охладителя (согласно конструкторской документации на конкретный охладитель), мл;
m - количество перфтортриэтиламина, выпариваемого в процессе вакуумизации охладителя, мл.

Количество выпариваемого перфтортриэтиламина определяют суммарным объемом внутренних каналов конденсации:
m=(2-3)10^-2V,
где V - суммарный объем внутренних каналов конденсации охладителя, см³.

Поплавок выполнен из материала с удельной плотностью ρ_п:
ρ_МД·3Ф>ρ_п>ρ_н2о,
где ρ_мд.3ф - удельная плотность перфтортриэтиламина, г/мм³;
ρ_п - удельная плотность материала поплавка, г/мм³;
ρ_н2о - удельная плотность воды, г/мм³.

Мензурка на высоте имеет парные электрические контакты, расстояние между которыми определяется следующим образом:
,
где h - расстояние от дна мензурки до первой пары контактов и между контактами по высоте, мм;
d - внутренний диаметр мензурки, мм.

Охладитель при выпаривании и вакуумизации располагается таким образом, чтобы технологический штуцер и испаритель находились на одной вертикальной осевой линии.

Электрические контакты через коммутатор соединены с устройством для герметизации технологического штуцера.

На фиг. 1 изображена блок-схема заливки промежуточного теплоносителя в термосифон.

На фиг.2 - блок-схема вакуумирования и герметизации термосифона.

Охладитель 1 (фиг.1), имеющий внутренние вертикальные каналы конденсации 2, технологический штуцер 3, расположенный вверху охладителя и соединенный вакуумной трубкой 4 с дозатором 5, который соединен с емкостью с перфториэтиламином 6. На фиг.2 показан охладитель 1, испаритель которого 7 находится между электрическими нагревателями 8. Технологический штуцер 3 соединен вакуумной трубкой 9 с мензуркой 10, частично заполненной дисциллированной водой 11. На дне мензурки находится поплавок 12, по высоте мензурки расположены парные электрические контакты 13. Электрические нагреватели механически соединены с гидравлическим прижимным устройством 14. Электрические контакты через коммутатор 15 соединены с устройством для герметизации технологического штуцера 16.

Способ заливки и вакуумизации охладителей на основе двухфазных термосифонов жидким промежуточным теплоносителем действует следующим образом: из емкости с перфтортриэтиламином 6 с помощью дозатора 5 через вакуумную трубку 4 и технологический штуцер 3 перфтортриэтиламин в количестве М
М=M₁+m,
где М - количество заливаемого перфторэтиламина, мл;
М₁ - количество перфтортриэтиламина, наобходимое для эффективной работы охладителя (согласно конструкторской документации на конкретный охладитель), мл;
m - количество перфтортриэтиламина, выпариваемого в процессе вакуумизации охладителя, мл
заливается внутрь охладителя 1, а именно внутрь испарителя 7. Количество выпариваемого перфтортриэтиламина определяется суммарным объемом внутренних каналов конденсации 2 и необходимым уровнем вакуума внутри охладителя
m=(2-3)10^-2V,
где V - суммарный объем внутренних каналов конденсации охладителя, см³.

Далее вакуумная трубка 4 отключается от технологического штуцера 3, к нему подключается вакуумная трубка 9, соединенная со стеклянной мензуркой 10, частично заполненной дисциллированной водой 11. Охладитель 1 закрепляется испарителем 7 между электрическими нагревателями 8 с помощью гидравлического прижимного устройства 14 таким образом, чтобы технологический штуцер и испаритель находились на одной вертикальной осевой линии. При включении электрических нагревателей 8 перфтортриэтиламин, находящийся внутри испарителя 7, закипает, пары заполняют внутренние вертикальные каналы конденсации 2 и вытесняют оттуда воздух. Воздух через технологический штуцер 3 и вакуумную трубку 9 попадает в мензурку, в объем дистиллированной воды 11 и уходит в окружающее пространство. Как только весь воздух вытеснен из каналов конденсации, через технологический штуцер и вакуумную трубку 9 начинают поступать пары перфтортриэтиламина в объем дистиллированной воды, конденсируются, конденсат опускается на дно мензурки 10; поплавок 12 из материала с удельной плотностью ρ_п
ρ_МД·3Ф>ρ_п>ρ_н2о
где ρ_МД·3Ф - удельная плотность перфтортриэтиламина, г/мм³;
ρ_п - удельная плотность материала поплавка, г/мм³;
ρ_н2о - удельная плотность воды, г/мм³
начинает подниматься внутри мензурки. Когда высота конденсата в мензурке достигает величины h
,
где h - расстояние от дна мензурки до первой пары контактов и между контактами по высоте, мм;
d - внутренний диаметр мензурки, мм,
поплавок замыкает первую пару электрических контактов 13, электрический сигнал через коммутатор 15 поступает в устройство 16 для герметизации технологического штуцера 3, устройство срабатывает и пережимает технологический штуцер. Охладитель 1 становится герметичным. электрические нагреватели 8 отключаются, охладитель остывает, пары перфтортэтиламина внутри каналов конденсации 2 конденсируются, и там образуется вакуум необходимой глубины, нужный для эффективной эксплуатации охладителей на основе двухфазных термосифонов.

Изобретение относится к электротехнике. Охладитель заполняют перфтортриэтиламином с помощью дозатора через вакуумную трубку и технологический штуцер, расположенный вверху охладителя. Затем вакуумизируют путем выпаривания части перфтортриэтиламина через технологический штуцер, вакуумную трубку с помощью мензурки, частично заполненной дистилированной водой, с парными электрическими контактами и поплавком с помощью электрических нагревателей, между которыми расположен испаритель. Количество заливаемого перфтортриэтиламина М равно М=М₁+m, где М₁ - количество перфтортриэтиламина, необходимое для эффективной работы охладителя, мл, m - количество перфтортриэтиламина, выпариваемого в процессе вакуумизации охладителя, мл. Количество выпариваемого перфтортриэтиламина определяют суммарным объемом внутренних каналов конденсации m=(2-3)10^-2V, где V - суммарный объем внутренних каналов конденсации охладителя, см³. Мензурка имеет парные электрические контакты. При выпаривании и вакуумизации технологический штуцер и испаритель находятся на одной вертикальной осевой линии. Использование изобретения позволит уменьшить расход перфтортриэтиламина и повысить качество вакуумизации охладителей. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ заливки и вакуумизации охладителей-термосифонов путем заполнения внутреннего пространства испарительной части охладителя-испарителя перфтортриэтиламином, отличающийся тем, что охладитель заполняют перфтортриэтиламином с помощью дозатора через вакуумную трубку и технологический штуцер, вакуумизируют путем выпаривания части перфтортриэтиламина через технологический штуцер, вакуумную трубку с помощью мензурки, частично заполненной дистиллированной водой, с парными электрическими контактами и поплавком, с помощью электрических нагревателей, между которыми расположен испаритель. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество заливаемого перфтортриэтиламина определяют следующим образом: M=M₁+m, где М - количество заливаемого перфтортриэтиламина, мл, M₁ - количество перфтортриэтиламина, необходимое для эффективной работы охладителя (согласно конструкторской документации на конкретный охладитель), мл, m - количество перфтортриэтиламина, выпариваемого в процессе вакуумизации охладителя, мл. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество выпариваемого перфтортриэтиламина определяют суммарным объемом внутренних каналов конденсации m= (2-3)10^-2V, где V - суммарный объем внутренних каналов конденсации охладителя, см³. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поплавок изготовлен из материала с удельной плотностью ρ_п, ρ_МД·3Ф>ρ_п>ρ_н2о,
где ρ_мд.3ф - удельная плотность перфтортриэтиламина, г/мм³, ρ_п - удельная плотность материала поплавка, г/мм³; ρ_н2о - удельная плотность воды, г/мм³. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расстояние от дна мензурки до первой пары электрических контактов и между контактами по высоте определяют

где h - расстояние от дна мензурки до первой пары контактов и между контактами по высоте, мм, d - внутренний диаметр мензурки, мм. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охладитель при выпаривании и вакуумизации располагают таким образом, чтобы технологический штуцер и испаритель находились на одной вертикальной осевой линии.