Устройство для пайки Советский патент 1986 года по МПК B23K3/02 

Изобретение относится к пайке и может быть испЬльзовано в машиностроении для осущестпления процессов пайки трудносоединяемых и труднодоступных деталей и изделий

Целью изобретения является пойьт- здение энергетической зффективности и улучшение экологичности путем использования тепловой энергии окру- жакицей среды.

На чертеже схематично изображено устройство для пайки продольный разрез.

Устройство для пайки содержит нагреватель I , радиатор 2 и паяльный стержень 3 в виде герметичного корпуса-трубки 4 с зонйми конденсации 5 на конце корпуса-трубки 4 с рабочей кромкой 6 и зоной испарения 7 на противоположном ее конце 8 и размещенным на внутренней поверхности 9 корпуса-трубки 4 капиллярно-пористым слоем 10, пропитаиным легкоиспаряющимся жидким теплоносителем 11. Устройство снабжено тепловой трубой 12, подключенной своей средней частью 13 к-зоне испарения 7 паяльного стержня 3, и установленньмн в паровом канале 14, образованном наружной поверхностью 15 капиллярной структуры 16 тепловой трубы 12, турбиной

17и компрессором 18, роторы 19 и 20 которых соединены между собой общим валом 21, при этом выход 22 турбины 17 и выход 23 компрессора

18соединены со средней частью 13 тепловой трубы 12, а нагреватель 1 и радиатор 2 установлены на концах 24 и 25 тепловой трубы 12 соответственно со стороны входа 26 турбины 17 и входа 27 компрессора 18.

Капиллярная структура 16 тепловой трубы 12 пропитана легкоиспаря- кжимся жидким теплоносителем 28. При высокотемпературном режиме работы, представляющем интерес для пайки тугоплавкими припоями, в качестве теплоносителя 28 может быть использован хладоагент Р500 (азеотроп) с максимально допустимой температурой, «е приводящей к разложению, свыше iSO C, температурой сжатия 41°С и критической температурой 106°С.

Для установки турбины 17и компрессора 18в паробомканале 14предусмот- рены вставки 29 и 30, образующие соответственно с поверхностью .роторов

19и 20 диффузорный и конфузорньй

участки. Фиксация роторов 19 и 20 достигается подшипниковьн-ш узлами и неподвижными направляющими лопатками. Для повьшения теплообмена с окружакмцей средой 31 предусмотрена крыльчатка 32, связанная с ротором 20 компрессора 18 посредством магнитной муфты 33, позволякяцей передать вращение без нарушения герметичности

корпуса тепловой трубы 12.

Устройство для пайки работает следующим образом;

Под воздействием нагревателя .1 на конце 24 тепловой трубы 12 теплоноситель 28, пропитывающий капиллярную структуру 16, нагревается, закипает и переходит в газообразную .фазу, отнимая от нагревателя 1 количество тепла Q((, равного скрытой теплоте парообразования, высокого потенциала с абсолютной температурой Т. При этом протекает процесс изотермического испарения при постоянной температуре Т . Образуется градиент

давления, направленный к средней части 13 тепловой трубы 12, под действием которого поток газообразной фазы теплоносителя 28 через вход 26 попадает в турбину 17 и черкез выход

22 в среднюю часть 13. Турбина 17 расходует Q тепла высокого потенциала температуры Т, отдает, средней части 13 тепловой трубы 12 Q тепла среднего потенциала температурой Т (отбросное тепло) и производит механическую работу. При протекает процесс изоэнтропийного расширения газообразной фазы теплоносителя 28 в турбине 17,; сопровождающийся снижением температуры от Т, до Т . В . , средней части 13 тепловой 12 теплоноситель 28 изотермически конденсируется при постоянной температуре Т,, отдавая тепло Q зоне испаре-. ния 7 паяльного стержня 3. Конденсат теплоносителя 28 транспортируется капиллярными силами капиллярной структуры 16 обратно в зону действия нагревателя 1.1 При этом протекает процесс изоэнтропийного сжатия и повышения температуры от Т до Т, . Описы- четыре процесса образуют зам- кнутьй прямой цикл Ренкина, результатом которого является трансформация тепла Q высокого потенциала в

тепло Qlj среднего потенциала и производство механической работы.

Механическая работа, производимая турбиной 17, тратится на приведение

3 1

во вращение компрессора 18 через вил 21 и крыльчатки 32 через магнитную муфту 33.

Под воздействием тепловой энергии окружающей среды 31, прокачиваемой крыльчаткой 32 через радиатор 2, тел лоноситель 28, пропитывающий капиллярную структуру 16 на конце 25 тепловой трубы 12, нагревается, закипает, переходит в газообразную фазу, отнимая от окружающей среды 31 тепло Qj низкого потенциала температурой TO. При этом протекает процесс изотермического испарения при постоянной температуре Т,. В результате принудительного вращення компрессора 18 от турбины 17 поток газообразной фазы теплоносителя 28 с запасенньм количеством тепла Q,, засасывается через вход 27 в компрессор 18 Газообразная фаза теплоносителя 28 сжимается компрессором 18. При этом протекает процесс изоэнтропийного сжатия, сопровождающийся повышением температуры от Т до Т, и трансформа даей тепла Qg низкого потенциала В тепло Q среднего потенциала. Передача тепла от менее нагретого .конца 25 тепловой трубы 12 оказывается возможной из-за использования KOMnj eccopoM 18 механической работы, совершаемой турбиной 17. Поток газообразной фазы теплоносителя 28 через выход 23 компрессора 18 попадает в среднюю часть 13 тепловой трубы 12, где изотермически конденсируется при постоянной температуре Т, отдавая тепло Q зоне испарения 7 па

340914

яльного стержня 3. Конденсат теплоносителя 28 транспортируется капиллярными силами капиллярной структуры 16 обратно в зону действия радиатора 5 2. При этом протекает процесс изоэнтропийного расширения и снижения температуры от Т до TO. Описываемые четыре процесса образуют замкнутый обратный цикл. Ренкина, резуЬьтатом 10 которого является трансформация тепла QO низкого потенциала с температурой Т в тепло Q среднего йотенциала с температурой Т. и потребление механической работы.

f5

Таким образом, зона испарения 7 паяльного стержня 3 получает количество тепла Q о + о , а нагреватель 1 при этом расходует тепло Q,, 20 Под воздействием тепла QJ, в зоие испарения 7 паяльного стержня 3 носитель 11, пропитывакиций канилляр- но-пористый слой 10, нагревается, закипает, переходит в газообразную фа5 ЗУ и устремляется в зону конденсации 5, где конденсируется и бпаго з,аря мальм потерям сверхтеплопроводиого паяльного стержня 3 отдает тепло Q рабочей кромке 6 для производства

J процессов пайки в рабочей зоне. Скон- денсироваиньй теплоноситель 11 транспортируется капиллярными силами слоя 10 обратно в зону испарения 7.

Такая конструкция устройства позволяет получить коэффициент преобразования энергии, равный 2, за счет использования тепловой энергии окружающей среды.

Г 2- 19 17 IB 13 H7J518 20 2$ г 32 Л .1/ // А / /7

ХЧ 1Т1 1 1 1Т П я

emit:

.. :. - ..; «eccii : iica«f

«««««В

2$ 25 /2 22

23 30 27 /« Л

Редактор М. Бандура

Составитель 3. Хаустова

Техред О.Сопко Корректор В.Синицкая

Заказ 2934/t4 Тираж 1001

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-полиграфическоё предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное