Регулируемая тепловая труба Советский патент 1979 года по МПК F28D15/00 

1

Изобретение относится к теплопередающвм устройствам н может быть использовано в системах охлаждения в термостатнрования в различных областях техншш.

Известны регулируемые тепловые трубы, в которых осуществляется регулирование теплового потока путем воздейсгБЯя вспомогательной двухфазной среды на дисковый клапан, помешенный в паровой канал 1.

О&нако 8ТИ тепловые трубы имеют сложвую кннематическую схему регулирующего органа и большую инерционност

Наиболее близким техническим решением к изобретению является регуяируе« мая тепловая труба, содержащая частич но заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения, транспорта и хонденсапяи, разделенный на отсеки при помоши поперечной перегородки, закрепленной в зоне транспорта и имеющей центральное отверстие, перекрываемое регулирующим клапаном

2. Чувствительным элементом в этой тепловой трубе является термобаллон, заполненшлй двухфазной средой, в зависимости от давления которой открывается кли закрывается клапаном центральное отверстие в перегородке.

Данная тепловая труба имеет сложную конструк1шю и малое быстродействие, обусловленное тепловой инерцией тер- мобаллона.

Цель изобретения - упрощение конструкции при одновременном увеличении быстродействия.

. Это достигается тем, что внутри корпуса установлен с возможностью осевого перемещения магнит, кинематичео. ки соединенный с клапаном, а часть корпуса в зоне испарения выполнена из термомагнитного материала ja механически связана через упругий элемент с магнитом. При этом перегородка выполнена с цилиндрическим участком из немагнитного материала, введенным в зону испарения и имекхиим окна, а клапан выполнен в виде стакана иэ немаг«нитного материала, скояьэшцего по вдлиндрическом участку перегородки и также имеющего на боковой стенке окна, соападаюшге с окнами перегородки Б одном из крайних положений клапана.

На чертеже изображена регулируемая тепловая труба, продольный разрез.

Регулируемая тепловая труба содержит герметичный цилиндрический корпус 1 с зонами испарения 2 транспорта , 3 и конденсации 4. На внутренней поверхйости корпуса 1 установлена капилпярно- пористая структзфа 5, его торец 6 выполнен из термомагннгного мате риала. В зоне транспорта 3 закреплена поперечная перегородка 7, содержащая введенный в зону 2 испарения цияиндря ческий участок в из немах-нитного ма териала с окнами 9 для прохода пара, На цилиндрическом участке S установлен с возможностью осевого перемещения стакан Ю, выполненный из немагнитного материала и жестко соединенный с постоянным магнитом 11, во внутренней полости которого установле на пружина 12. На боковой стенке стакана 10 шполнены окна 13 совпадающие с окнами 9 цилиндрического участка 8 в крайнем правом положении стака на 1О.

Регулируемая тепловая труба рабо™ тает следукшшм образом.

При незначительных тепловых нагруз ках, когда температура торца 6 не превышает точку Кюри, магнит 11 сопри- касается с торцом 6, стакан 10 находится в крайнем левом положении, ког да окна 9 и 13 не совпадают и проход для пара теплоносителя в зону 4 конденсации закрыт. Тепловая труба в этом случае имеет большое термическо сопротивление. При возрастании тепловой нагрузки, когда температура торца 6 превышает точку Кюри, сила взаимо- действия магнита 11 и торца 6 31ШЧ1 тельно уменьшается, и под действием пружины 12 магнит 11 вместе со- ста каном 1О перемешается в крайнее правое положение, при этом окна 9 и 13 совмещаются, пар теплоносителя проходит в зону конденсации 4, откуда теплоноситель в жидкой фазе по капий дярнО 41Ористой струдстуре 5 поступает в зону 2 испарения. Теркгаческое сопро тивление тепловой трубы резко падает. При понижении температуры к термомагнитному материалу возвращаются

магнитные свойства, благодаря чему конструктивные элементы занимают исходное положение, прекращая отвод тепла от охлаждаемого объекта.

Таким образом, тепловая труба работает в режиме двухпозиционного регулирования термического сопротивления.

Регулируемая тепловая труба проста по конструкции и имеет сравнительно малое время включения и выключения, определяемое временем нагрева и охлаждения термомагнитного материала, которое при незначительной толщине слоя этого материала может быть весьма малым. .Кроме того, регулируемая тепловая труба обеспечивает автоматическое включение и отключение теплового потока по заранее заданному значению предельно допустимой температуры для охлаждаемого объекта соответствующим-выбором термомагнитного материала (с соответствующей точкой Кюри) и поаток у не нуждается во внешних управляющих сигналах. Широкий выбор термомагнитных материалов обеспечивает возможность срабатывания регулируемой тепловой трубы в широком интервале температур.

Формула изобретения

1.Регулируемая тепловая труба, содержащая частично заполненный теплоносителем герметичный корпус с зонами испарения, транспорта и конденсации, разделенный на отсеки при помощи поперечной перегородки, закрепленной в зоне транспорта и имеющей центральное отверстие, перекрываемое регулирующим клапаном, отличающаяся тем что, с целью упрощения конструкции при одновременном увеличении быстродействия, внутри корпуса установлен с возможностью осевого перемещения магнит, кинематически соединенный с клапаном,

а часть корпуса в зоне испарения выполнена из термомагнитного материала и механически связана через упругий элемент с магнитом.

2.Труба по п. 1, о т л и ч а Ю « щ а я с я тем, что перегородка выполнена с цилиндрическим участком из немагнитного материала, введенным в зону испарения и имеюшим окна, а клапан выполнен в виде .стакана из немагнитного материала, скользящего по цилиндрическому участку перегорошш к

также имеющего на боковой стенке окна, совпадающие с окнами перегородки в одном из крайних положений клапана.

Источники иш})орма1ши, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США Ng 341405О, кл. 165-32, 1967,

2.Низкотемпературные тепловые трубы для летательных аппаратов. Под, ред. Воронина Г, И., М,, Машиностроение, 1976.