Теплопередающее устройство Советский патент 1984 года по МПК F28D15/04 

11 Изобретение относится к тепловой технике, а более конкретно к тепловым трубам, осуществляющим передачу тепловой энергии между движущимися телами, например валами и предназначено для эффективной трансформации теплово го потока мезкду объектами, совершающими как вращательное, так и возвратно-поступательное движение, при обеспечении минимального момента трения между объектами. Известно теплопередагащее устройст во, в котором передача теплового Потока осуществляется при помощи частич ного расположения одной тепловой трубы внутри другой и соединения их корпусов сильфоном. Причем сильфон расположен между внутренней поверхностью одной тепловой трубы и наружной поверхностью другой. Это решение.при полной герметизации зоны теплопередачи позволяет осуществлять возвратнопоступательное движение одной из тепловых труб относительно другой L1. Недостатком такого устройства является то, что амплитуда этого перемещения ограничена механическими характеристиками сильфона. Известна тепловая труба, в которой Тепловой поток передается от неподвижного элемента на соосно расположенный элемент, находящийся во вращательном движении L2.Недостатком этой тепловой трубы является наличие герметизируемых выводов к статору электродвигателя, который находится вне корпуса трубы. Известно теплопередающее устройство в виде коаксиальнор тепловой трубы, в котором теплопередача осуществляется с неподвижного элемента на coocHd расположенный элемент, нахо-.-. дящийся во вращательном движении З J Недостатком данного устройства также является наличие выводов к статору электродвигателя, который находится вне корпуса трубы. Известно теплопередающее устройство, содержащее корпус с капиллярнопористой структурой и с крышками, в одной из которых вьтолнено отверстие под центральную тепловую трубу, снабженное уплотнением 4. Недостатком известного устройства является невозможность трансформации теплового потока при наличии нескольких тепловыделяющих объектов. 3 Цель изобретения - трансформация теплового потока при наличии нескольких тепловыделяющих объектов. Поставленная цель достигается тем, что в теплопередающем устройстве, содержащем корпус с капиллярнопористой структурой и скрышками, в одной из которых выполнено отверстие под центральную тепловую трубу, снабженную уплотнением, в обеих крышках выполнены отверстия под центральную и дополнительные тепловые трубы, установленные с возможностью вращательного и возвратнопоступательного движения, а капиллярно-пористая структура расположена на крышках, и капилляры в ней имеют радиальную ориентацию. Уплотнения снабжены герметизирующей системой в виде кольцевых полюсных наконечников и кольцевых постоянных магнитов, причем зазоры между полюсными наконечниками и введенными в отверстия тепловыми трубами заполнены герметизирующей ферромагнитнор жидкостью. На фиг. 1 изображено предлагаемое теплопередающее устройство; на фиг.2 сечение А-Л на фиг. 1. Теплопередающее устройство содержит корпус 1, выполненный в виде цилиндра, закрытого с двух сторон крышками, причем в крьш1ках имеются круглые отверстия. На внутренней поверхности крышек корпуса 1 расположена капиллярно-пористая структура 2, имеющая радиальную ориентацию капиллятор.ов. В отверстиях крышек жестко закреплены уплотнения, представляющие собой два кольцевых полюсных наконечника 3 и расположенньш между ними кольцевой постоянный магнит 4. На полюсных наконечниках 3 удерживаемая магнитным полем находится герметизирующая ферромагнитная жидкость 5, производящая герметизацию зазора между внутренней полостью устройства и объектами 6, введенными в отверстия в крышках. Внутренняя полость устройства частично заполнена теплоносителем 7. Предлагаемое теплопередающее устройство работает следующим образом. В случае, когда источником трансформируемого теплового потока является объект 6, расположенный в центральном отверстии устройства, теплоноситель 7, находящийся в данной области. переходит в парообразное состояние и заполняет внутренний объем устройства. Входя в контакт с менее разогретыми объектами 6, расположенными в периферийных отверстиях устройства, теплоноситель 7 конденсируется на них. Так как объекты 6 совершают вращательное и возвратно-поступатель ное движение, теплоноситель 7, сконденсировавшийся на них, отбрасывается на крышки устройства. Расположенная на внутренней поверхности крышшек капиллярно-пористая структура 2, имеющая радиальную ориентацию капилляров, за счет капиллярных сил засасывает сконденсировавшийся теплоноситель 7 и транспортирует его в центральную часть устройства, т.е. в зону испарения. Таким образом теплоноситель 7, перейдя в парообразное состояние и забрав часть тепла у объекта 6, расположенного в централь ном -отверстии, распределяет его между объектами 6, расположенными в периферийных отверстиях, конденсируясь на них и, возвращаясь в центральную часть устройства, за счет капиллярных сил капиллярно-пористой структуры 2 замыкает цикл теплопередачи. Та ким образом происходит распределение теплового потока между объектами 6, расположенными в отверстиях устройст ва. Источниками трансформируемого теплового потока могут быть и объекты 6, расположенные в периферийных отверстиях устройства, т.е. в данном случае в устройстве происходит концентрация (суммирование) теплового потока периферийных объектов 6 на центральном объекте 6. Объектами 6 могут быть цилиндрические тепловые трубы. В принципе любой объект 6, вв денный в устройство, может быть как источником трансформируемого теплово го потока, так и потребителем. Работа герметизирующей системы основана на применении ферромагнитной жидкости 5, которая удерживается магнитным полем постоянного магнита 4 между наружной поверхностью объекта 6 и выступами кольцевых полюсных наконечников 3, образуя ряд жидких кольцевых уплотнений. Жидкость, используемая в качестве носителя ферромагнитных частиц, выбирается в соответствии с характеристикой используемого теплоносителя 7. Она должна обеспечить химическую нейтральность по отношению к теплоносителю 7 и иметь температуру парообразования вьш1е, чем у теплонбсителя 7. Например, жидкость, используемая в качестве носителя ферромагнитных частиц, и теплоноситель 7 могут быть различными фракциями нефтепродуктов. Число кольцевых полюсных наконечников 3 может варьироваться в зависимости от необходимого числа ступеней уплотнения. Четырехступенчатая система герметизации (фиг. 1 и 2) имеющая четыре герметизирующих кольца ферромагнитной жидкости 5, способна обеспечивать изменение давления во внутренней полости тепловой обоймы до tO,8 атм. относительно окружающей среды. Различные системы герметизации на основе ферромагнитной жидкости оказывают чрезвычайно малое сопротивление движению герметизируемых объектов , в частности, они способны оыть работоспособными при вращении герметизируемых объектов до 50000 об/мин, причем утечка через ступень уплотнения (одно кольцо ферромагнитной жидкости) лежит в пределах от 10 см/с до при диаметре герметизируемого объекта до 1000 мм. Экономический эффект, получаемый в результате использования предлагаемого теплопередающего устройства, возникает за счет обеспечения возможности трансформации теплового потока при наличии нескольких тепловыделяющих объектов.

Фиг. 2

1. ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с капиллярно-пористой структурой и с крышками, в одной из которых выполнено отверстие под центральную тепловую трубу, снабженное уплотнением, отличающееся тем, что, с целью трансформации теплового потока при наличии нескольких тепловыделяющих объектов, в обеих крышках выполнены отверстия под центральную и дополнительные тепловые трубы, установленные с возможностью вращательного и возвратно-поступательного движения, а капиллярно-пористая структура расположена на крьшках и капилляры в ней имеют радиальную ориентацию. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что уплотнения снабжены герметизирующей системой в виде кольцевых полюсных наконечниi ков и кольцевых постоянных магнитов, (Л причем зазоры между полюсными наконечниками и введенными в отверстия тепловыми трубами заполнены герметизирующей ферромагнитной жидкостью. 05 со со