Регулируемая тепловая труба Советский патент 1992 года по МПК F28D15/02 

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к тепловым трубам, и может быть использовано для поддержания заданного температурного режима в различных теплообменных системах.

Известны регулируемые тепловые трубы, в которых для поддержания заданного температурного режима используется блокирование части зоны конденсации неконденсирующимся газом 1.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулируемая тепловая труба, содержащая частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с капиллярнопористой структурой на внутренней поверхности и закрепленный в нижней части корпуса по его оси в зоне конденсации вал с установленными на нем с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения шнек 2.

К недостаткам известной тепловой трубы относится сложность конструкции и низкая эксплуатационная надежность.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение эксплуатаци- онной надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в регулируемой тепловой трубе, содержащей частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с капиллярнопористой структурой на внутренней поверхности и закрепленный в нижней части корпуса по его оси в зоне конденсации вал с установленным на нем с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения шнек, а поверхность резьбы вала выполнена с переменной шероховатостью по его длине, увеличивающейся в направлении от зоны конденсации, а шнек установлен на валу с возможностью переме- щения под действием сил гравитации к зоне конденсации и имеет постоянную шероховатость поверхности резьбы вдоль оси, причем вал выполнен из дисковых элементов с различными фрикционными свойствами, ус- тановленных соосно и неподвижно относительно друг друга; причем шнек выполнен в виде постоянного магнита, а часть корпуса или вала в зоне конденсации - из магнито- мягкого материала; причем шнек выполнен из магнитомягкого материала, а часть корпуса или вала в зоне конденсации в виде постоянного магнита,

. На чертеже изображена регулируемая тепловая труба, разрез.

Регулируемая тепловая труба содержит герметичный корпус 1 с капиллярнопористой структурой 2 на внутренней поверхно- .сти последнего, частично заполненного

теплоносителем. В нижней части корпуса 1, по его оси, в зоне 3 конденсации,закреплен вал 4, соединенный со шнеком 5 посредством резьбового соединения. Вал 4 выполнен из дисковых элементов 6.

Регулируемая тепловая труба работает следующим образом.

Поток пара, двигаясь из зоны испарения (в верхней части корпуса) к зоне конденсации 3, воздействует на ребра шнека 5. Под воздействием реактивного момента шнек 5 начинает вращаться и одновременно перемещаться в осевом направлении по резьбе вала 4 в направлении от зоны конденсации 3. Поверхность резьбы вала А выполнена с переменной шероховатостью по его длине, увеличивающейся в направлении от зоны конденсации 3, а шнек 5 имеет постоянную шероховатость поверхности резьбы вдоль оси. В связи с этим, осевое перемещение шнека 5 осуществляется до тех пор, пока возросшая сила трения не уравновесит реактивный момент При увеличении теплового потока, передаваемого через тепловую трубу, увеличивается реактивный момент и шнек 5 вращается до нового положения равновесия, при этом увеличивается длина турбулентной области течения пара в зоне конденсации 3. При уменьшении теплового потока реактивный момент уменьшается и под действием гравитации шнек 5 перемещается к зоне конденсации 3 до положения равновесия. При перемещении шнека 5 от зоны конденсации 3 и обратно соответственно увеличивается или уменьшается длина турбулентной области течения пара (где интенсивность теплообмена существенно возрастает) в зоне конденсации 3, что позволяет при изменении теплового потока поддерживать температуру обьекта в узком интервале значений. Регулируемая тепловая труба обеспечивает автономное автоматическое регулирование температуры обьекта при переменных тепловых нагрузках, обладает простой конструкцией и высокой эксплуатационной надежностью, которая может быть повешена за счет того, что вал 4 выполнен из дисковых элементов 6 с различными фрикционными свойствами, установленных соосно и неподвижно относительно друг друга. Эксплуатационная надежность тепловой трубы при работе в наклонном положении может быть повышена, если шнек 5 выполнен в виде постоянного магнита, а чаЧпъ корпуса 1 или вала 4 в зоне конденсации 3 - из магнитомягкого материала или шнек 5 выполнен из магнитомягкого материала, а часть корпуса 1 или вала 4 в зоне конденсации 3 - в виде постоянного магнита.

К технико-экономическим преимуществам относятся более низкие капитальные и эксплуатационные затраты.

Формулаизобретения

1. Регулируемая тепловая труба, содержащая частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с капиллярно-пористой структурой на внутренней поверхности и закрепленный в ниж- ней части корпуса по его оси в зоне конденсации вал с установленным на нем с возможностью осевого перемещения посредством резьбового соединения шнеком, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эксплуатационной надежности, поверхность резьбы вала выполнена с переменной шероховатостью по его длине, увеличивающейся в направлении от зоны конденсации, а шнек

установлен на валуе возможностью перемещения поддействием сил гравитации к зоне конденсации и имеет постоянную шероховатость поверхности резьбы вдоль оси.

2.Труба по п.1, о т л и ч а ю ща я с я тем, что вал выполнен составным из дисков с различными фрикционными свойствами, установленных соосно и неподвижно относительно друг друга.

3.Труба по п.1.отличающаяся тем, что. с целью повышения эксплуатационной надежности при работе трубы в наклонном положении, шнек выполнен в виде постоянного магнита, а часть корпуса или вала в зоне конденсации - из магнитомягкого материала.

4.Труба по п.1,отличающаяся тем, что шнек выполнен из магнитомягкого материала, а часть корпуса или вала в зоне кон- денсации - в виде постоянного магнита.

Использование: в теплотехнике Сущность изобретения: труба содержит частично заполненный теплоносителем герметичный корпус 1 с капиллярно-пористой структурой 2. В нижней части корпуса 1 по его оси установлен вал 4 с резьбой с переменной по длине шероховатостью. Шероховатость увеличивается в направлении зоны испарения. На валу 4 установлен шнек 5 с возможностью перемещения под действием сил гравитации. Вал 4 может быть выполнен наборным. Шнек может быть выполнен в виде постоянного магнита, а корпус или вал - из магнитомягкого материала, и наоборот. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С XJ VJ 4 - СП