ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2004 года по МПК B64D13/00 B64D13/08 B60H1/00 B60H1/32 F25B40/04 

Изобретение относится к системам охлаждения и может быть использовано для охлаждения агрегатов летательных аппаратов.

Известно выбранное в качестве ближайшего аналога устройство для увлажнения воздуха, содержащее корпус с рабочими полостями, к которым подсоединены трубчатые испарительные элементы и при помощи трубопроводов заправочный штуцер, воздуховод, образованный межтрубным пространством и диффузором, установленный на заправочном штуцере съемный фильтр, установленные на рабочих полостях уравнительные клапаны (авт. свид. №236489, кл. МПК B 64 D 13/06, опубл. 03.02.1969 г. Бюл. № 7).

Недостатком данного устройства является, то, что в нем получается низкая дисперсность распыляемого состава; распыляемый состав подается на охлаждаемую поверхность под низким давлением.

Технической задачей предложенного изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в охлаждающее устройство, содержащее корпус с рабочими полостями, к которым подсоединены трубчатые испарительные элементы, заполненные гигроскопичным материалом, и при помощи трубопроводов заправочный штуцер, воздуховод, образованный межтрубным пространством и диффузором, установленный на заправочном штуцере съемный фильтр, установленные на рабочих полостях уравнительные клапаны, введены расположенная на входе в диффузор заслонка, жестко закрепленная на оси, соединенной с электромеханическим приводом, размещенный на охлаждаемом объекте температурный датчик, блок анализа и управления, соединенный с электромеханическим приводом и температурным датчиком, замыкающая межтрубное пространство крышка с отверстием, закрепленный одним своим торцом на внешней поверхности крышки патрубок, причем внутренний диаметр патрубка совмещен с отверстием крышки, закрепленный на другом конце патрубка раструб с коаксиально расположенным внутри него стержнем, размещенный на стержне завихритель, при этом внешняя поверхность завихрителя сопрягается с внутренней поверхностью раструба. Кроме того, на боковой поверхности раструба и внешней поверхности завихрителя выполнены отверстия одного диаметра и совмещенные при сборке, при этом в совмещенные отверстия установлен штифт. При этом боковые поверхности лопаток завихрителя выполнены под углом 30-60° относительно оси стержня, коаксиально расположенного внутри раструба, и перпендикулярны плоскостям, проходящим через нее.

Предложенное изобретение поясняется при помощи чертежей приведенных на фиг.1, 2 и 3.

На фиг.1 показан общий вид охлаждающего устройства, на фиг.2 показан раструб с установленным в нем завихрителем, на фиг.3 показана развертка сечения завихрителя по лопаткам.

На фиг.1, 2 и 3 приняты следующие обозначения: корпус 1, рабочие полости 2, заполненные охлаждающим компонентом 3, трубчатые испарительные элементы 4, гигроскопичный материал 5, заправочный штуцер 6 со съемным фильтром 7, трубопровод 8, воздуховод 9, образованный межтрубным пространством 10 и диффузором 11, уравнительные клапаны 12, крышка 13, патрубок 14, раструб 15 с коаксиально расположенным внутри него стержнем 16, завихритель 17 с лопатками 18, штифт 19, расположенная на входе в диффузор 11 заслонка 20, жестко закрепленная на оси 21, соединенной с электромеханическим приводом 22, температурный датчик 23, блок анализа и управления 24.

Охлаждающее устройство работает следующим образом.

Температурный датчик 23 (фиг.1), установленный на охлаждаемом объекте, непрерывно передает на блок анализа и управления 24 сигналы, содержащие информацию о температуре охлаждаемого объекта. В блоке анализа и управления 24 поступающие сигналы анализируются методом сравнения. За основу для сравнения принимаются данные, полученные экспериментальным путем, и вносятся в блок анализа и управления 24 как критерий. Обработка сигналов температурного датчика 23 и формирование команд, передаваемых на электромеханический привод 22, обеспечиваются в соответствии с программой обработки и управления. Если температура объекта превышает предельно допустимую, то блок анализа и управления 24 формирует и передает на электромеханический привод 22 команду на поворот оси 21, при этом заслонка 20, жестко закрепленная на оси 21, открывается на угол, соответствующий величине перегрева. После чего нагнетаемый любым известным способом воздух через диффузор 11 проходит через воздуховод 9 в межтрубное пространство 10, где он омывает трубчатые испарительные элементы 4, заполненные гигроскопичным материалом 5, через отверстия которых (на чертеже не показаны) в воздушный поток постоянно испаряется охлаждающий компонент 3 (в качестве охлаждающего компонента 3 может быть использован раствор воды и этилового спирта). Испарение охлаждающего компонента 3 происходит из-за разности температур нагнетаемого воздуха и охлаждающего компонента 3. Из межтрубного пространства 10 дисперсная смесь попадает в патрубок 14, закрепленный одним своим торцом на внешней поверхности крышки 13. Из патрубка 14 дисперсная смесь поступает в раструб 15 и в расположенный на стержне 16 завихритель 17, на выходе из которого турбулентность и давление смеси значительно возрастают, что улучшает диффузионные процессы в смеси и способствует ее распылению. Из раструба 15 дисперсная смесь подается на охлаждаемый объект.

Если температура охлаждаемого объекта не превышает предельно допустимого значения, то блок анализа и управления 24 формирует и передает на электромеханический привод 22 команду на поворот оси 21, при этом заслонка 20, жестко закрепленная на оси 21, заткрывается. Электромеханический привод 22 поворачивает ось 21 в диапазоне углов от 0° до 90° в зависимости от перегрева.

Охлаждающий компонент 3, заполняющий рабочие полости 2, находясь в контакте с гигроскопичным материалом 5, постоянно подается к поверхностям испарения трубчатых испарительных элементов 4. По мере расхода охлаждающего компонента 3 в рабочие полости 2 через уравнительные клапаны 12 поступает воздух, тем самым устраняя возможность возникновения разряжения во время работы устройства. Охлаждающий компонент 3 заливается в рабочие полости 2 через заправочный штуцер 6 со съемным фильтром 7 по трубопроводу 8.

Боковые поверхности лопаток 18 завихрителя 17 выполнены под углом 30-60° (фиг.2 и 3) относительно оси стержня 16, коаксиально расположенного внутри раструба 15, и перпендикулярны плоскостям, проходящим через вышеуказанную ось. Такое положение лопаток 18 позволяет значительно повысить диффузионные процессы в охлаждающей смеси при наименьшем ее нагреве за счет трения о лопатки 18.

Штифт 19 (фиг.2) устанавливается в совмещенные отверстия одного диаметра, которые выполнены на боковой поверхности раструба 15 и внешней поверхности завихрителя 17, во избежание проворота завихрителя 17 вокруг оси стержня 16 и образования зазоров между сопрягаемыми поверхностями раструба 15 и завихрителя 17, а также для предотвращения выпадения завихрителя 17 из раструба 15.

Таким образом, за счет введения в охлаждающее устройство расположенной на входе в диффузор заслонки, жестко закрепленной на оси, соединенной с электромеханическим приводом, размещенного на охлаждаемом объекте температурного датчика, блока анализа и управления, соединенного с электромеханическим приводом и температурным датчиком, замыкающей межтрубное пространство крышки, соединенной патрубком с раструбом, внутри которого установлен завихритель газового потока, повышается дисперсность распыляемого охлаждающего состава, распыляемый состав подается на охлаждаемую поверхность под повышенным давлением и таким образом расширяются функциональные возможности устройства.

Изобретение может быть использовано для охлаждения агрегатов летательных аппаратов. Устройство содержит корпус с рабочими полостями, к которым подсоединены трубчатые испарительные элементы, заполненные гигроскопичным материалом, и при помощи трубопроводов заправочный штуцер, воздуховод, образованный межтрубным пространством и диффузором, установленный на заправочном штуцере съемный фильтр, установленные на рабочих полостях уравнительные клапаны. В устройство включены заслонка, расположенная на входе в диффузор и жестко закрепленная на соединенной с электромеханическим приводом оси, температурный датчик, размещенный на охлаждаемом объекте, блок анализа и управления, соединенный с электромеханическим приводом и температурным датчиком, замыкающая межтрубное пространство крышка с отверстием, патрубок, одним своим торцом закрепленный на крышке, а другим концом соединенный с раструбом, в котором на коаксиально расположенном внутри него стержне размещен завихритель. Внешняя поверхность завихрителя сопрягается с внутренней поверхностью раструба, а на боковой поверхности раструба и внешней поверхности завихрителя выполнены отверстия одного диаметра, совмещенные при сборке, в которые установлен штифт. Боковые поверхности лопаток завихрителя выполнены под углом 30-60° к оси указанного стержня и перпендикулярны плоскостям, проходящим через нее. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Охлаждающее устройство, содержащее корпус с рабочими полостями, к которым подсоединены трубчатые испарительные элементы, заполненные гигроскопичным материалом, и при помощи трубопроводов - заправочный штуцер, воздуховод, образованный межтрубным пространством и диффузором, установленный на заправочном штуцере съемный фильтр, установленные на рабочих полостях уравнительные клапаны, отличающееся тем, что в него введены расположенная на входе в диффузор заслонка, жестко закрепленная на оси, соединенной с электромеханическим приводом, размещенный на охлаждаемом объекте температурный датчик, блок анализа и управления, соединенный с электромеханическим приводом и температурным датчиком, замыкающая межтрубное пространство крышка с отверстием, закрепленный одним своим торцом на внешней поверхности крышки патрубок, причем внутренний диаметр патрубка совмещен с отверстием крышки, закрепленный на другом конце патрубка раструб с коаксиально расположенным внутри него стержнем, размещенный на стержне завихритель, при этом внешняя поверхность завихрителя сопрягается с внутренней поверхностью раструба, кроме того, на боковой поверхности раструба и внешней поверхности завихрителя выполнены отверстия одного диаметра, совмещенные при сборке, в которые установлен штифт.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем боковые поверхности лопаток завихрителя выполнены под углом 30-60° к оси стержня, коаксиально расположенного внутри раструба и перпендикулярны плоскостям, проходящим через нее.