RU2382972C1 - Heat pipe - Google Patents
Heat pipe Download PDFInfo
- Publication number
- RU2382972C1 RU2382972C1 RU2008151006/06A RU2008151006A RU2382972C1 RU 2382972 C1 RU2382972 C1 RU 2382972C1 RU 2008151006/06 A RU2008151006/06 A RU 2008151006/06A RU 2008151006 A RU2008151006 A RU 2008151006A RU 2382972 C1 RU2382972 C1 RU 2382972C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat pipe
- filling
- pipe
- cavity
- sealing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к строительным теплотехническим устройствам с применением тепловой трубы (ТТ) и предназначено в качестве устройства для захолаживания на глубине грунта в зимний период для подземных холодильников, для обеспечения круглогодичной стабилизации вечной мерзлоты для фундаментных опор сооружений в районах вечной мерзлоты с целью исключения их проседания при оттаивании грунта в летний период.The alleged invention relates to building thermotechnical devices using a heat pipe (TT) and is intended as a device for cooling at depths of the soil in the winter for underground refrigerators, to ensure year-round stabilization of permafrost for the foundation supports of structures in permafrost areas to prevent their subsidence when thawing soil in the summer.
Известна тепловая свая (патент РФ №2250302), содержащая штуцеры, выполненные на концах конденсаторов, предназначенные для подключения к ним системы аварийного оттаивания с последующим подъемом сваи из грунта для ремонта или замены ее на исправную. Указанное подключение осуществляется выполнением в них отверстий и привариванием к ним входов и выходов системы оттаивания. Недостаток сваи заключается в том, что она не предназначена для ремонта, перезаправки с последующей герметизацией ее без демонтажа из грунта, что ограничивает эффективность ее применения.Known thermal pile (RF patent No. 2250302), containing fittings made at the ends of the capacitors, designed to connect emergency thawing systems to them, followed by lifting the pile from the ground for repair or replacing it with a working one. The specified connection is made by making holes in them and welding the inputs and outputs of the defrosting system to them. The disadvantage of the pile is that it is not intended for repair, refueling, followed by sealing it without dismantling from the ground, which limits the effectiveness of its use.
Известна ТТ (книга С.В.Алексеев, Б.И.Рыбкин, И.Ф.Прокопенко. Низкотемпературные тепловые трубы для космической техники в 2-х томах. Технология и исследования в наземных условиях. Том 2. Научное издание. Рекомендовано к изданию решением Научно-технического совета ФГУП «НИИ НПО «Луч» (Федеральное агентство по атомной энергии), ОАО «Типография» Новости», 2006. Стр.73-74), содержащая заправочный штуцер (штенгель) для обеспечения глубокой очистки полости ТТ от неконденсирующихся газов, дозированной заправки теплоносителем с последующим пережатием заправочного штуцера при давлении паров теплоносителя выше атмосферного (для исключения попадания воздуха), герметизацию пережатия аргонно-дуговой сваркой при комнатной температуре после контроля на отсутствие течи теплоносителя через пережим. Недостаток ТТ заключается в том, что ее можно заправлять только один раз, что ограничивает эффективность ее применения.Known TT (book S.V. Alekseev, B.I. Rybkin, I.F.Prokopenko. Low-temperature heat pipes for space technology in 2 volumes. Technology and research in ground conditions.
В качестве прототипа выбрана ТТ (С.Чи. Тепловые трубы. Теория и практика. Перевод с английского В.Я.Сидорова. Москва. Машиностроение 1981. Стр. 167-168), которая содержит заправочную (заливную) трубку, через которую осуществляют откачку полости ТТ и заливку в нее теплоносителя, которую потом герметично пережимают с последующей сваркой. Недостаток этой ТТ заключается в том, что ее можно заправлять только один раз, что ограничивает эффективность ее применения.TT (S. Chi. Heat pipes. Theory and practice. Translated from English by V. Ya. Sidorov. Moscow. Mechanical engineering 1981. p. 167-168), which contains a filling (filling) pipe through which pumping is carried out, was chosen as a prototype. CT cavity and pouring coolant into it, which is then hermetically pressed with subsequent welding. The disadvantage of this TT is that it can be refilled only once, which limits the effectiveness of its application.
Задача изобретения - повышение эффективности применения ТТ.The objective of the invention is to increase the efficiency of TT.
Поставленная задача решена за счет того, что тепловая труба выполнена со съемной заправочной емкостью, герметично установленной на конце конденсатора тепловой трубы посредством накидной гайки с применением кольцевого уплотнителя, а заправочная труба подключена к полости указанной емкости, через торцевую стенку которой в направлении продольной оси тепловой трубы герметично вмонтирован торцевой ключ для вновь введенного герметизирующего винта, установленного в торце конденсатора вдоль продольной линии тепловой трубы с применением своего кольцевого уплотнителя, причем с нижнего торца герметизирующего винта выполнен центральный канал с боковым выходом для прохода теплоносителя из полости съемной заправочной емкости в полость тепловой трубы, причем указанный боковой выход расположен выше кольцевого уплотнителя герметизирующего винта при не полностью закрученном его положении и ниже указанной кольцевого уплотнителя при полностью закрученном герметичном положении винта, тепловая труба снабжена дополнительным герметизирующим элементом в виде заглушки для установки вместо съемной заправочной емкости после заправки; кольцевые уплотнители соответственно для герметизирующего винта и заглушки выполнены из алюминиевого сплава АД00.The problem is solved due to the fact that the heat pipe is made with a removable refueling tank sealed on the end of the condenser of the heat pipe using a union nut using an annular seal, and the refueling pipe is connected to the cavity of the specified capacity, through the end wall of which is in the direction of the longitudinal axis of the heat pipe a socket wrench is tightly mounted for a newly inserted sealing screw installed in the end of the capacitor along the longitudinal line of the heat pipe using o ring seal, and from the lower end of the sealing screw there is a central channel with a lateral exit for the coolant to pass from the cavity of the removable filling tank into the cavity of the heat pipe, said lateral exit being located above the ring seal of the sealing screw when its position is not fully twisted and below the specified ring seal when the screw is fully tightened, the heat pipe is equipped with an additional sealing element in the form of a plug for installation wok instead of a removable refueling tank after refueling; O-rings, respectively, for the sealing screw and plug are made of aluminum alloy AD00.
Суть изобретения заключается в том, что ТТ выполнена с возможностью неоднократной перезаправки с обеспечением последующей ее надежной герметизации, что позволило повысить эффективность ее применения в качестве устройства захолаживания грунта на глубине путем ремонта без демонтажа из грунта, а также при наземных экспериментальных отработках вариантов модернизации для различных температурных условий эксплуатации путем экспериментального выбора соответствующих оптимальных доз заправки теплоносителя.The essence of the invention lies in the fact that the TT is capable of repeated refueling with subsequent reliable sealing, which has increased the efficiency of its use as a device for cooling the soil at a depth by repair without dismantling from the soil, as well as during ground experimental testing of modernization options for various temperature operating conditions by experimental selection of the appropriate optimal doses of refueling coolant.
Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии признаков, сходных с совокупностью признаков заявляемого объекта.Analysis of the known technical solutions in the study area allows us to conclude that there are no signs similar to the totality of the features of the claimed object.
Предложенное техническое решение показано на фиг.1, 2, 3: На фиг.1 показан общий вид тепловой трубы; на фиг.2 - показана ТТ в разрезе со съемной заправочной емкостью 6; на фиг.3 показан разрез части ТТ с заглушкой 16, когда ТТ готова к эксплуатации.The proposed technical solution is shown in figures 1, 2, 3: Figure 1 shows a General view of a heat pipe; figure 2 - shows the TT in the context with a removable refueling tank 6; figure 3 shows a section of part of the CT with the
ТТ содержит трубчатый корпус 1, конденсатор 2 которого в процессе эксплуатации ТТ располагают над поверхностью грунта, а испаритель 3 которого в процессе эксплуатации располагают в охлаждаемом грунте, например, выполненные с внешними оребрениями соответственно 4 и 5, съемную заправочную емкость 6, герметично установленную на конце конденсатора 2 посредством накидной гайки 7 с применением кольцевого уплотнителя 8, к полости которой подключена заправочная труба 9, а через ее торцевую стенку 10 в направлении продольной оси тепловой трубы герметично вмонтирован торцевой ключ 11 для вновь введенного герметизирующего винта 12, установленного в торце конденсатора 2 вдоль продольной линии ТТ с применением кольцевого уплотнителя 13, причем с нижнего торца герметизирующего винта 12 выполнен центральный канал 14 с боковым выходом 15 для прохода теплоносителя из полости съемной заправочной емкости 6 в полость тепловой трубы, причем указанный боковой выход 15 расположен выше кольцевого уплотнителя 13 герметизирующего винта 12 при не полностью закрученном его положении и ниже указанной кольцевого уплотнителя 13 при полностью закрученном герметизирующем винте 12, тепловая труба снабжена дополнительным герметизирующим элементом в виде заглушки 16 для установки ее вместо съемной заправочной емкости 6 при помощи накидной гайки 7 после заправки ТТ.The TT contains a
Кольцевые уплотнители 13 и 8 соответственно для герметизирующего винта 12 и заглушки 16 выполнены из алюминиевого сплава АД00. Герметизация торцевого ключа 11 с внутренней стенкой съемной заправочной емкости 6 обеспечена применением кольцевых уплотнителей 17.O-
Предложенная ТТ в качестве устройства для захолаживания грунта (например, для подземного сезонного холодильника) или для понижения температуры участков вечной мерзлоты для использования их в качестве опор для строительных свай устанавливается вертикально или под наклоном в непосредственной близости ее испарителем 3 с частью строительной сваи, расположенной в грунте и опирающейся на участок вечной мерзлоты, например, на глубине 3-5 м. А конденсатор 2 ТТ расположен над поверхностью грунта. В зимний период времени, когда температура воздуха над грунтом ниже температуры вечной мерзлоты, например, соответственно минус 40°С и минус 3°С, ТТ интенсивно отводит тепло от захолаживаемого грунта через испаритель 3 за счет того, что в нем происходит испарение теплоносителя (например, аммиака или керосина) с поглощением тепла от грунта (вечной мерзлоты), окружающего испаритель и тем самым происходит его захолаживание (понижение температуры) до уровня минус 10-15°С. От испарителя 3 тепло отводится паром теплоносителя, поднимающимся вверх в конденсатор 2, где под действием более низкой его температуры, близкой к температуре окружающего воздуха, пар конденсируется в жидкость, передавая тепло конденсатору и далее окружающему воздуху, и под действием силы тяжести жидкость стекает в испаритель 3 и, таким образом, обеспечивается интенсивное захолаживание грунта за счет непрерывного испарительно-конденсационного эффекта переноса тепла от испарителя 3 к конденсатору 2. В летнее время тепловая труба не работает, так как температура конденсатора становится выше температуры испарителя и соответственно в них не происходит испарение и конденсации пара. При этом температура грунта вокруг испарителя постепенно повышается за счет притока к нему тепла теплопроводностью от окружающих участков грунта. Для надежного круглогодичного обеспечения вечной мерзлоты, на которую опираются строительные (фундаментные) сваи, охлаждение грунта в зимний период должно обеспечиваться до такой отрицательной температуры, чтобы она за летний период не превысила температуры минус 7-5°С. Повышение температуры грунта в летний период происходит за счет теплоподвода к нему через фундаментные сваи и от верхних оттаявших в летнее время верхних слоев грунта. Для снижения интенсивности оттаивания грунта в летний период наружную поверхность грунта, как правило, теплоизолируют от окружающего воздуха, а строительные сваи выполняют с минимально возможным коэффициентом теплопроводности, например путем применения пенобетона. Наличие внешнего оребрения 4 и 5 соответственно на конденсаторе 2 и испарителе 3 обеспечивают интенсивность их тепловой связи соответственно с окружающим воздухом и захолаживаемым участком грунта.The proposed TT as a device for cooling the soil (for example, for an underground seasonal refrigerator) or for lowering the temperature of permafrost sections for use as supports for construction piles is installed vertically or at an angle in the immediate vicinity of its
Особенностью применения ТТ для захолаживания грунтов является жесткие климатические условия их эксплуатации в течение 15-30 лет при высокой влажности и больших перепадах температурных воздействий. Это вызывает интенсивную коррозию конденсатора ТТ, а длительный срок эксплуатации создает условия образования неконденсирующихся газов в полости ТТ или частичной ее разгерметизации. Замена вышедшей из строя ТТ новой весьма трудоемка из-за необходимости выполнения работ по демонтажу неисправной ТТ с последующим монтажом новой ТТ. С целью обеспечения ремонтопригодности ТТ без демонтажа ее из грунта она выполнена со съемной заправочной емкостью 6, герметично установленной на конце конденсатора 2 тепловой трубы посредством накидной гайки 7 с применением кольцевого уплотнителя 8, а заправочная труба 9 подключена к полости указанной емкости 6, через торцевую стенку которой в направлении продольной оси тепловой трубы герметично вмонтирован торцевой ключ 11 для вновь введенного герметизирующего винта 12, установленного в торце конденсатора вдоль продольной линии тепловой трубы с применением кольцевого уплотнителя 13, причем с нижнего торца герметизирующего винта 12 выполнен центральный канал 14 с боковым выходом 15 для прохода теплоносителя из полости съемной заправочной емкости 6 в полость тепловой трубы, причем указанный боковой выход 15 расположен выше кольцевого уплотнителя 13 герметизирующего винта 12 при не полностью закрученном его положении и ниже указанного кольцевого уплотнителя 13 при полностью закрученном герметизирующем винте 12. Тепловая труба снабжена дополнительным герметизирующим элементом в виде заглушки 16 для установки вместо съемной заправочной емкости 6 после заправки ТТ, а кольцевые уплотнители соответственно для герметизирующего винта 12 и заглушки 16 выполнены из алюминиевого сплава АД00.A feature of the use of CTs for soil cooling is the harsh climatic conditions of their operation for 15-30 years at high humidity and large temperature differences. This causes intense corrosion of the CT capacitor, and a long service life creates the conditions for the formation of non-condensable gases in the CT cavity or its partial depressurization. Replacing a failed TT with a new one is very time-consuming due to the need to perform the dismantling of a faulty TT with the subsequent installation of a new TT. In order to ensure maintainability of the TT without dismantling it from the soil, it is made with a removable filling tank 6, hermetically mounted on the end of the
В случае выхода ТТ из строя произойдет оттаивание участка грунта, на который опирается строительная свая, при этом ее положение изменится. По этому признаку или по специальному температурному контролю за работой ТТ осуществляют перезаправку ТТ без демонтажа ее из грунта. Для этого отвинчивают накидную гайку 7, снимают заглушку 16, вместо нее герметично устанавливают съемную заправочную емкость 6. С помощью торцевого ключа 11 устанавливают герметизирующий винт 12 в открытое положение, при котором через центральный канал 14 и боковой выход 15 полости съемной заправочной емкости 6 и ТТ являются соединенными (см. фиг.2). Через заправочную трубу 9 вакуумируют полость ТТ, после чего заполняют ее под избыточным давлением гелием, герметизируют ТТ с помощью герметизирующего винта 12 и с помощью течеискателя проверяют герметичность корпуса. Если разгерметизация корпуса 1 произошла над поверхностью грунта или на небольшой глубине, то негерметичный участок корпуса 1 заваривают сваркой и повторяют операцию по проверке герметичности корпуса 1. Убедившись в герметичности корпуса 1 ТТ, осуществляют ее перезаправку.In the event of a TT failure, thawing of the soil site on which the construction pile rests will occur, and its position will change. On this basis, or according to special temperature control over the operation of the TT, the TT is refilled without dismantling it from the ground. To do this, unscrew the
Следует сказать, что при этом может быть, что ТТ не обеспечивала требуемой работоспособности не из-за негерметичности ее корпуса, а из-за образования в ней неконденсирующегося газа.It should be said that at the same time it may be that the TT did not provide the required performance not because of the leakage of its body, but because of the formation of non-condensable gas in it.
Перезаправку осуществляют следующим образом. Вакуумируют полость ТТ, заправляют требуемую дозу теплоносителя. С помощью торцевого ключа 11 устанавливают герметизирующий винт 12 в закрытое положение, при котором боковой выход 15 находится ниже кольцевого уплотнителя 13 и ТТ становится загерметизированной (см. фиг.3). Отвинчивают накидную гайку 7 и вместо съемной заправочной емкости 6 устанавливают заглушку 16, прижимая ее с определенным усилием к кольцевому уплотнителю 8 с помощью накидной гайки 7. В процессе ремонта (перезаправки) ТТ кольцевые уплотнители 8 и 13 меняют на новые. Кольцевые уплотнители 17 выполнены не из металла и их меняют при потере герметичности в процессе использования съемной заправочной емкости 6.Refueling is as follows. The TT cavity is evacuated, the required dose of the coolant is filled. Using the
После перезаправки ТТ готова к дальнейшей эксплуатации.After refueling, the TT is ready for further operation.
Предложенная ТТ обеспечивает возможность ее эффективного применения с учетом результатов наземной экспериментальной отработки вариантов модернизации для различных температурных условий эксплуатации с обеспечением эффективности ее работы путем определения соответствующих оптимальных доз заправки, что становится возможным за счет выполнения ее неоднократной перезаправки.The proposed TT provides the possibility of its effective application, taking into account the results of ground-based experimental testing of modernization options for various operating temperature conditions, ensuring its efficiency by determining the appropriate optimal refueling doses, which becomes possible due to its repeated refueling.
В настоящее время на предприятии проводится экспериментальная отработка предложенной ТТ.Currently, the company is conducting experimental testing of the proposed TT.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008151006/06A RU2382972C1 (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Heat pipe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008151006/06A RU2382972C1 (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Heat pipe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2382972C1 true RU2382972C1 (en) | 2010-02-27 |
Family
ID=42127906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008151006/06A RU2382972C1 (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Heat pipe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2382972C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515931C1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | Elimination of ammonia of permafrost thermo stabiliser filling assembly |
RU2548633C1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | Method of refilling heat stabiliser |
CN106839838A (en) * | 2017-01-16 | 2017-06-13 | 湖南中科泰通热能科技发展有限公司 | A kind of charging device and the methods for filling of closed cavity for vacuum system |
-
2008
- 2008-12-22 RU RU2008151006/06A patent/RU2382972C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515931C1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | Elimination of ammonia of permafrost thermo stabiliser filling assembly |
RU2548633C1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Фундаментстройаркос" | Method of refilling heat stabiliser |
CN106839838A (en) * | 2017-01-16 | 2017-06-13 | 湖南中科泰通热能科技发展有限公司 | A kind of charging device and the methods for filling of closed cavity for vacuum system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110030746B (en) | Stepped gravity heat pipe geothermal exploitation system without effusion effect | |
US9581358B2 (en) | Multi-phase passive thermal transfer for subsea apparatus | |
TW201402943A (en) | Single well, self-flowing geothermal system for energy extraction | |
RU2382972C1 (en) | Heat pipe | |
CN104792048A (en) | Ground temperature energy heat exchanger and mounting method thereof | |
JP2012233711A (en) | Reactor cooling method and reactor cooling system | |
ES2520643T3 (en) | A procedure and a heat pipe construction apparatus | |
CN205751775U (en) | A kind of transformator multipole compensating oil conservator | |
CN101807441B (en) | High-temperature sodium heat convection test loop | |
CN110425912B (en) | Defrosting sleeve heat exchange structure and control method thereof | |
JP5777702B2 (en) | Heat-driven self-circulating fluid heating and storage tanks and systems | |
RU2592191C2 (en) | Vacuum steam heating system | |
CN104138668B (en) | Electromagnetic type fused salt method of evaporating | |
CN201421238Y (en) | Flash evaporation type vapor phase drying device | |
CN106813411A (en) | Useless geothermal well reutilization system and its construction method | |
RU2016104802A (en) | Room heating and hot water supply system | |
CN1964613A (en) | Heat radiation method for transformer chamber | |
CN115992734A (en) | Underground gas storage cave with drainage function and compressed air energy storage system | |
RU155180U1 (en) | CONSTRUCTION FOR THERMOSTATING SOILS UNDER BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS | |
RU2650450C2 (en) | Iodine storage and supply system | |
CN204514771U (en) | A kind of condensed fluid corrosion simulated experiment device | |
CN202792589U (en) | Solar energy conduction oil heating system | |
RU123508U1 (en) | THERMOSIPHONE WITH VALVE | |
CN203826165U (en) | Power supply oil tank of high-power high-pressure laser | |
KR101294138B1 (en) | Valve for use in extremely low temperature |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141223 |