SU1710976A1

SU1710976A1 - Heating pipe filling unit

Info

Publication number: SU1710976A1
Application number: SU904784081A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Подгорецкий; Игорь Леонидович Шилович; Николай Васильевич Степаненко
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1990-01-18
Filing date: 1990-01-18
Publication date: 1992-02-07

Abstract

Изобретение относитс к техническим устройствам и может бцть использовано дл изготовлени тепловых труб и заправки тепловых труб теплоносителем. Цель изобретени - повышение технологичности. Узел дл заправки тепловой трубы содержит заправочный отсек, который снабжен конической заглушкой, установленной в нем посредством резьбового соединени . Заглушка имеет боковое сквозное и центральное глухое отверсти , первое из которых расположено соосно с огвер- стием в боковой стенке заправочного отсека, а последнее - на участке ниже бокового отверсти и выполнено ко-' ническим, расшир ющимс в направлении нижнего конца заглушки. В запра- • врчиом отсеке выполнен ответный конус . 2 ил.гThe invention relates to technical devices and can be used to manufacture heat pipes and fill the heat pipes with coolant. The purpose of the invention is to improve manufacturability. The heat pipe filling unit contains a filling compartment which is provided with a conical plug which is installed therein by means of a threaded connection. The plug has a side through and a central blind hole, the first of which is located coaxially with the fender in the side wall of the filling compartment, and the last in the area below the side hole and made with a conical, expanding in the direction of the lower end of the plug. In the emergency compartment, a return cone is made. 2 sil.g

Description

Изобретение относитс к технический устройствам, внутренние поЛости .которых герметизируютс под давлением или вакуумом.The invention relates to technical devices, internal spaces which are sealed under pressure or vacuum.

Известны устррйства герметизаций внутренних полостей тепловых TJpyS, содержащие пережимаемый механичесКИМ усилием капилл р с последующей заваркой его торца.There are known devices for sealing the internal cavities of thermal TJpyS, which contain a capillary, squeezed by mechanical force, followed by welding of its end face.

Однако герметизаци пережимом и сварка, совмещенные на одном элементе - капилл ре, оказывают взаимное вли ние друг на друга, причем механическа прочность собственно пережима , да и самого капилл ра, значительно ниже прочности корпуса трубы что значительно снижает надежность устройства в целом.VHowever, hermetic sealing with clamping and welding combined on the same element — the capillary — have a mutual influence on each other, and the mechanical strength of the clamp itself, and of the capillary itself, is significantly lower than the strength of the pipe body, which significantly reduces the reliability of the device as a whole.

трго, невысокие механическа прочность и надежность устройства , а также термические ограничени при его использовании обусловлены применением разнородных конструкционных материалов дл капилл ра и корпуса трубы. tgr, the low mechanical strength and reliability of the device, as well as the thermal limitations of its use are due to the use of dissimilar structural materials for the capillary and the pipe body.

Известно также устройство промышленной герметизации тепловых труб,It is also known device industrial sealing heat pipes,

в котором герметизаци внутренней , полости тепловой трубы, наход щейс под давлением, производитс с помощью клина, который устанавливаетс за счет удара в специально подготовленное седло в донышке трубы.wherein the sealing of the inner, cavity of the heat pipe under pressure is produced by means of a wedge, which is installed by hitting a specially prepared seat in the bottom of the pipe.

Однако дл данного устройства характерна невысока надежность герметизации тепловой трубы при работе вHowever, this device is characterized by low reliability of sealing the heat pipe when working in

области высоких давлений, а также при технологической операции укреплени клина в седле с помощью сварки .areas of high pressure, as well as during the technological operation of strengthening the wedge in the saddle by welding.

Известно также устройство, в котором дл повышени надежности сое 1инени уплотн ющего элемента и донышка тепловой трубы разнесли в пространстве места уплотнени и сварки герметизирующих элементов.It is also known a device in which, in order to increase the reliability of the sealing of the sealing element and the bottom of the heat pipe, the sealing and welding places of the sealing elements are separated in the space.

Однако сварочное соединение затрудн ет регенерацию теплоносител и восстановление эксплуатационных харак теристик тепловой трубы.However, the welding joint makes it difficult to regenerate the heat transfer medium and restore the performance characteristics of the heat pipe.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс заправочный узел тепловой трубы, содержащий многоэлементную конструкцию , включающую патрубок с заправочным отверстием, пробкой и поперечной перегородкой, имеющей центральное отвер стие, герметизаци которого а технологическом цикле обеспечиваетс набором уплотн ющих элементов , а функциональна герметизаци тепловой трубы обеспечиваетс пробкой, имеющей сегментный срез и покрь1той материалом, обладающим необратимым ростом зера при нагреве. : Недостатками данного устройства вл ютс низка технологичность за v счет двухстадийности операции герме;тизации , а также многоэлементность конструкции и необходимость нанесени особого покрыти на уплотн ющую поверхность пробки. Термообработка поверхности , обеспечивающа нер зъемность соединени уплотн ющих элементов , исключает возможность восстановлени эксплуатационных характеристик .Closest to the present invention is a heat pipe charging unit comprising a multi-element structure including a nozzle with a filling hole, a stopper and a transverse partition having a central aperture, which is sealed during the process cycle by a set of sealing elements, and a functional sealing of the heat pipe is provided by a stopper having a segmented slice and pokr1toy material with irreversible growth Zera when heated. : The disadvantages of this device are low manufacturability due to the two-stage operation of hermetic surgery, as well as the multi-element design and the need to apply a special coating on the sealing surface of the plug. Heat treatment of the surface, ensuring that the joint of the sealing elements is not tight, eliminates the possibility of restoring operational performance.

. Целью изобретени вл етс повышёние технологичности, а также возможность восстановлени эксплуатационных характеристик.. The aim of the invention is to improve the manufacturability, as well as the possibility of restoring performance.

Поставленна цель достигаетс тем, что заправочный узел тепловой трубы содержащий заправочный отсек с отверсти ми в боковой стенке и перегородке , отдел ющей его от полости трубы, и установленную в нем герметизирующую заглушку, котора выполнена конической и имеет боковое сквозное и центральное глухое отверсти , первое из которых расположено соосно отверстию в боковой стенке заправочного отсека , а последнее - на участке ниже бокового отверсти и выполнено коническим расшир ющимс в направленииThe goal is achieved by the fact that the heat pipe refueling unit contains a filling compartment with openings in the side wall and a partition separating it from the pipe cavity, and a sealing plug installed in it, which is made conical and has a side through and central blind hole, the first of which is located coaxially with the hole in the side wall of the filling compartment, and the last - in the area below the side hole and made conical expanding in the direction

конца заглушки, при этом в заправочном отсеке выполнен ответный конус, а в отверстии перегородки установлен капилл р.end of the cap, while in the filling compartment made a return cone, and in the opening of the partition installed capillary r.

На фиг. 1 дан заправочный узел теплойо трубы, поперечный разрез; на фиг , 2 - то же, вид сверху в ра;бочем положении.FIG. 1 given a heat pipe filling unit, cross section; Fig. 2 is the same, top view in ra; bochem position.

Заправочный узел тепловой трубы содержит заправочный отсек k, выпол-. ненный в виде герметично закрепленной в корпусе тепловой трубы 1 втулки 2 с конической резьбовой поверхностью 3 и посадочным ответным конусом в перегородке и имеющей центральное отверстие с капилл ром-5 в перегородке и отверстие в боковой стенке 8, В заправочный отсек ввинчена коническа герметизирующа заглушка 6, имеюща центральное глухое отверстие 7, сообщающеес с внутренней полостью тепловой трубы через капилл р 5, и боковое сквозное отверстие, расположенное соосноотверстию 8, что позвол ет соединить внутреннюю полость тепловой трубы с окружающей средой. Местоположение и диаметр канала 8 выбраны таким образом, чтобы он нахр дилс в середине длины рабочего герметизирующего участка резьбы. The heat pipe filling unit contains the filling compartment k, -. A sleeve 2 with a conical threaded surface 3 and a mounting mating cone in the partition and having a central opening with a capillary-5 in the partition and an opening in the side wall 8, which is sealed in the heat pipe 1 in the housing, has a conical sealing plug 6, screwed into the refueling compartment having a central blind hole 7, which communicates with the internal cavity of the heat pipe through the capillary 5, and a lateral through hole located at the coaxial hole 8, which allows the internal cavity to connect the heat pipe Uba with the environment. The location and diameter of the channel 8 is chosen so that it fits in the middle of the length of the working sealing thread area.

Узел работает следующим образом.The node works as follows.

При дегазации внутренней полости тепловой трубы герметизирующа заглушка 6 в заправочный отсек , при этом за счет расклинивающих усилий на ответном конусе k и резь - бовой конической поверхности 3 обес-. печиваетс герметичность соединени :ПО указанным коническим поверхност м. Такое предварительное состо ние устройства исключает попадание теплоносител и окружающего воздуха на рабочие уплотн ющие поверхности, что имеетсущественное значение при работе с агрессивными, сублимирующими и кристаллическими теплоносител ми. После нагрева тепловой трубы при дегазации за счет избыточного давлени во внутренней полости происходит вытеснение паров теплоносител по капилл ру 5 в центральное отверстие 7 и затем по отверстию 8 в окружающую среду . Процесс истечени паров теплоносител вследствие температурного состо ни герметизирующей заглушки 6сопровождаетс конденсацией (кристаллизацией ) в об-ьеме, образованном центральным отверстием 7 и капилл ром 5. Таким образом, достигаетс эффект гидравлического затвора внутренней полости тепловой трубы. Внешний гидравлический подпор создаетс в подсо диненной к наружному торцу выпускноСо отверсти 8 стравливающей прозрач нЬй трубке. При по влении в стравливающей трубке жидкой фазы теплоносител герметизирующа заглушка/6 довр рачиваетс на угол, обеспечивающий разрыв согласовани бокового отверсти 8 в заправочном отсеке 2 и герметизирующей заглушке 6. Таким образом, данное устройство обеспечивает герметичное состо ние поверхностей уплотнени в период дегазации и после перекрыти выполн ющего роль выпускного канала бокового отверсти 8. При работе по мере повышени давлени и, следовательно, температуры вследствие различных относительных линейных термических расширений герметизирующей заглушки и заправочного отсека, а также разных условий обогрева и охлаждени заправочного отсе ка и герметизирующей заглушки возникают дополнительные расклинивающие напр жени , повышающие надежность уплотнени . : В процессе работы тепловой fрубы происходит газовыделение, что снижает эффект теплопереноса.. Данный процесс имеет предел насыщени . Поэтому по истечении года эксплуатации требуетс повторна и окончательна дегазаци тепловой трубы, что достигаетс в за вл емом устройстве путем Поворота герметизирующей пробки 6 в заправочном отсеке 2 до согласовани отверстий 8 ,и повторени описанной операции дегазации. Технико-экономическа эффективность применени данной конструкции про вл етс в сравнении срока службы тепловых труб с различными устройствами герметизации. Максимальный экономический эффект достигаетс при использовании данного устройства в тепловых трубах, примен ющихс в Теплообменниках, работающих в циклическом режиме (как правило , сезонном), при необходимости проведени регенерации их эксплуатационных качеств. Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и Заправочный узел тепловой трубы, содержащий заправочный отсек с отверсти ми в боковой стенке и перегородке, отдел ющей его от полости трубы, и установленную в нем посредством резьбового соединени заглушку, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени технологичности, а также возможности восстановлени ее эксплуатационных характеристик,заглушка выполнена конической и имеет боковое сквозное и центральное глухое отверсти , первое из которых расположено соосно отверстию в боковой стенке .; заправочного отсека, а последнее - на участке ниже бокового отверсти и выполнено коническим, расшир ющимс в направлении нижнего конца заглушки, . при этом в заправочном отсеке выпол- нен ответный конус, а в отверстии перегородки установлен капилл р. Фиг. I иг.2During the degassing of the internal cavity of the heat pipe, the sealing plug 6 into the refueling compartment, at the same time due to the wedging effort on the counter cone k and the thread conical surface 3 obesity. The tightness of the joint is baked: ON the specified conical surfaces. Such a preliminary condition of the device excludes penetration of the heat transfer medium and ambient air onto the working sealing surfaces, which is of great importance when working with aggressive, sublimating and crystalline heat transfer fluids. After heating the heat pipe during degassing due to overpressure in the internal cavity, heat carrier vapors are displaced through the capillary 5 into the central opening 7 and then through the opening 8 into the environment. The process of expiration of the coolant vapors due to the temperature state of the sealing plug 6 is accompanied by condensation (crystallization) in the volume formed by the central hole 7 and the capillary 5. Thus, the effect of the hydraulic seal of the internal cavity of the heat pipe is achieved. An external hydraulic support is created in the opening 8 of the bleed transparent tube at the outlet 8 which is connected to the external end. When the liquid phase of the heat carrier appears in the bleed tube, the sealing plug / 6 is turned to an angle that breaks the alignment of the side opening 8 in the filling compartment 2 and the sealing plug 6. Thus, this device ensures the tightness of the sealing surfaces during degassing and after the shut-off acting as an outlet channel of the lateral orifice 8. During operation, as the pressure rises and, consequently, the temperature due to various relative linear thermal effects extensions of the sealing plug and the filling compartment as well as the different conditions of heating and cooling, filling and sealing ka screened out plugs have additional proppants voltage increasing sealing reliability. : In the process of heat transfer, gas evolution occurs, which reduces the effect of heat transfer. This process has a saturation limit. Therefore, after a year of operation, repeated and final degassing of the heat pipe is required, which is achieved in the inventive device by turning the sealing plug 6 in the filling compartment 2 until the holes 8 are aligned and repeating the described degassing operation. The technical and economic efficiency of this design is shown in comparing the service life of heat pipes with various sealing devices. The maximum economic effect is achieved when using this device in heat pipes used in heat exchangers operating in a cyclic mode (usually seasonal), if necessary, to regenerate their performance. F o rumula and 3 a b e and the Refueling Node of the heat pipe containing the refueling compartment with openings in the side wall and the partition separating it from the pipe cavity, and a plug installed therein by means of a threaded connection This is due to the fact that, in order to improve processability, as well as the possibility of restoring its performance, the plug is made conical and has a side through and central blind hole, the first of which is located coaxially with the hole in the side wall. ; the filling compartment, and the latter in the area below the lateral opening, is made conical, expanding in the direction of the lower end of the plug,. at the same time, a return cone was made in the filling compartment, and a capillary was installed in the opening of the partition. FIG. I ig.2

Claims

Claim

Heat pipe filling unit, comprising a filling compartment with holes in the side wall and a partition separating it from the pipe cavity, and a plug installed therein by means of a threaded connection, so that, in order to increase manufacturability, as well as the possibility of restoring its operational characteristics, the plug is made conical and has lateral through and central blind holes, the first of which is located coaxially with the hole in the side wall λ <of the filling compartment, and the latter is in the section below the side hole and made conical, expanding in · ^; · The direction of the lower end of the plug, while in the filling compartment a counter cone is made, and a capillary is installed in the opening of the partition.

Editor L. Gratillo. Compiled by I.Shilovich Tehred Ts. Morgental Proofreader L. Pilipenko Order 331 Circulation Subscribed

VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee for Science and Technology

113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., D. 4/5

Production and Publishing Plant Patent, Uzhhorod, st. Gagarina, 101