close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5945

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5945
(13) C1
(19)
7
(51) F 28D 15/00
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАПИЛЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ
КОНТУРНОЙ ТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ
(21) Номер заявки: a 19991181
(22) 1999.12.30
(46) 2004.03.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт порошковой
металлургии" (BY)
(72) Авторы: Мазюк Виктор Васильевич;
Балащенко Андрей Викторович; Рак
Анатолий Леонидович; Пилиневич
Леонид Петрович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
BY 5945 C1
(57)
Способ изготовления капиллярной структуры контурной тепловой трубы, включающий формование порошка с использованием сердечника и спекание порошка, отличающийся тем, что производят предварительные формование и спекание для припекания к
корпусу тепловой трубы не связанных между собой продольных фрагментов капиллярной
структуры, число которых равно числу пароотводных каналов, радиальный размер равен
толщине изготавливаемой капиллярной структуры, а поперечное сечение имеет форму
части кругового кольца, радиальные стороны которого сопряжены с корпусом частью окружности с диаметром, равным диаметру пароотводного канала, причем радиальные стороны сечений соседних сформованных фрагментов сопряжены с корпусом в одной и той
же точке, а затем производят окончательные формование с размещением между припеченными фрагментами стержней для образования пароотводных каналов и спекание.
Фиг. 1
Фиг. 2
BY 5945 C1
(56)
Дан П.Д., Рей Д.А. Тепловые трубы. - М.: Энергия, 1979. - С. 122.
US 4274479 A, 1981.
US 4883116 A, 1989.
JP 55041361 A, 1978.
Изобретение относится к области теплотехники, а именно к способам изготовления
капиллярных структур с пароотводными каналами, и может быть использовано при создании эффективного теплообменного оборудования.
Известен способ изготовления капиллярной структуры контурной тепловой трубы,
включающий предварительное спекание порошковой втулки нужных размеров, нарезание
на ней канавок и запрессовывание втулки в корпус [1].
Недостатком данного способа является невозможность обеспечения совершенного теплового контакта между капиллярной структурой и корпусом. К тому же нарезание механическим способом канавок на наружной поверхности капиллярной структуры приводит к
тому, что значительная часть нагреваемой поверхности корпуса не покрыта капиллярной
структурой, весь тепловой поток концентрируется на остальной поверхности, вследствие
чего при повышении мощности теплопередачи происходит преждевременное пересыхание капиллярной структуры.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому
положительному эффекту является способ изготовления капиллярной структуры [2], включающий помещение внутрь корпуса тепловой трубы сердечника, формование порошка в зазоре между сердечником и корпусом, спекание порошка и извлечение сердечника.
Недостатком данного способа является невозможность изготовления мелкопористых капиллярных структур, обеспечивающих высокое капиллярное давление. Для получения мелкопористых капиллярных структур необходимо использовать порошок с мелким размером
частиц, который при спекании претерпевает значительную центральную усадку, что приводит к образованию зазора между капиллярной структурой и корпусом, а также к зажатию
сердечника.
Техническая задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в изготовлении мелкопористой капиллярной структуры контурной тепловой трубы при обеспечении
совершенного контакта между капиллярной структурой и корпусом тепловой трубы.
Поставленная техническая задача реализуется тем, что в способе изготовления капиллярной структуры контурной тепловой трубы, включающем формование порошка с использованием сердечника и спекание порошка, производят предварительное формование
и спекание для припекания к корпусу тепловой трубы не связанных между собой продольных фрагментов капиллярной структуры, число которых равно числу пароотводных
каналов, радиальный размер равен толщине изготавливаемой капиллярной структуры, а
поперечное сечение имеет форму части кругового кольца, радиальные стороны которого
сопряжены с корпусом частью окружности с диаметром, равным диаметру пароотводного
канала, причем радиальные стороны сечений соседних сформованных фрагментов сопряжены с корпусом в одной и той же точке, а затем производят окончательное формование с
размещением между припеченными фрагментами стержней для образования пароотводных каналов и спекание.
На фиг. 1 приведено изображение сечения сердечника, обеспечивающего требуемое
сечение формуемых фрагментов капиллярной структуры. На фиг. 2 приведено сечение
окончательно сформованной капиллярной структуры.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Внутрь корпуса 1 помещают
сердечник, имеющий сечение, изображенное на фиг. 1. Форма и размеры сердечника обеспечивают формование внутри корпуса методом свободной засыпки не связанных между собой
2
BY 5945 C1
продольных фрагментов капиллярной структуры 2, число которых равно числу пароотводных
каналов, радиальный размер равен толщине капиллярной структуры, а поперечное сечение
имеет форму части кругового кольца, радиальные стороны которого сопряжены с корпусом
частью окружности диаметром, равным диаметру формируемого пароотводного канала, причем радиальные стороны сечений соседних сформованных фрагментов сопрягаются с корпусом в одной и той же точке. Сердечник изготавливают из материала с температурой
плавления выше температуры спекания порошка капиллярной структуры, а боковую поверхность сердечника предварительно подвергают обработке, исключающей возможность припекания к ней порошка. В пространство между корпусом и сердечником засыпают порошок.
Подвергая сборку температурному воздействию в соответствующей защитной атмосфере,
производят припекание фрагментов капиллярной структуры к корпусу. Поскольку фрагменты
капиллярной структуры не связаны между собой, в процессе припекания центральная усадка
отсутствует; каждый фрагмент усаживается в направлении корпуса. Тем самым обеспечивается совершенный тепловой контакт корпуса и капиллярной структуры; при этом, как видно
из фиг. 2, благодаря тому, что поперечное сечение сформованных фрагментов имеет форму
части кругового кольца, радиальные стороны которого сопряжены с корпусом частью окружности диаметром, равным диаметру пароотводного канала, а радиальные стороны сечений
соседних сформованных фрагментов сопрягаются с корпусом в одной и той же точке, капиллярная структура покрывает практически всю внутреннюю поверхность корпуса, что служит
более равномерному распределению теплового потока и предотвращает преждевременное
осушение капиллярной структуры в процессе ее работы.
Вследствие усадки фрагментов между последними и сердечником образуется зазор,
благодаря чему сердечник легко вынимается из корпуса.
Для осуществления окончательного формования капиллярной структуры между припеченными фрагментами помещают каналообразующие стержни 3 с диаметром, равным
диаметру пароотводных каналов, формуют донышко капиллярной структуры, а в центр
корпуса помещают цилиндрический сердечник требуемого диаметра 4 для образования
центральной полости. Стержни 3 и сердечник 4 изготавливают из материала с температурой плавления выше температуры спекания порошка капиллярной структуры, а их поверхность предварительно подвергают обработке, исключающей возможность припекания
к ней порошка. В пространство 5, заключенное между спеченными фрагментами 2, стержнями 3 и сердечником 4, засыпают порошок. Сформованную капиллярную структуру спекают в соответствующей защитной атмосфере. В процессе спекания возникают
напряжения, стремящиеся вызвать радиальную усадку спекаемой части капиллярной
структуры. Однако, благодаря тому, что боковые стороны спеченных фрагментов капиллярной структуры направлены по радиусу, при усадке не происходит образования зазора
между этими сторонами и спекаемым порошком. Наоборот, в процессе спекания происходит качественное припекание вновь спекаемого порошка к боковым сторонам предварительно спеченных фрагментов. Объем порошка, заключенный между фрагментами,
заклинивается последними, вследствие чего усадка порошка в центральной части происходит не на сердечник 3, а в противоположную сторону. Таким образом, сердечник 4 и
стержни 3 легко вынимаются после окончательного спекания капиллярной структуры.
Пример.
Изготавливают капиллярную структуру контурной тепловой трубы, способную обеспечить мощность теплопередачи 350 Вт и капиллярное давление 75000 Па. Рассчитанные
параметры капиллярной структуры имеют значения: длина 180 мм, наружный диаметр
21,4 мм, внутренний диаметр 6 мм, число пароотводных каналов 10, диаметр пароотводных каналов 3 мм.
Внутрь корпуса, изготовленного из стальной трубки Ст3 с внутренним диаметром 21,4
мм, помещают сердечник, имеющий сечение, изображенное на фиг. 1, наружный размер которого равен 21,3 мм. Форма и размеры сердечника обеспечивают формование внутри кор3
BY 5945 C1
пуса методом свободной засыпки десяти не связанных между собой продольных фрагментов капиллярной структуры; поперечное сечение фрагментов имеет форму части кругового
кольца, радиальные стороны которого сопряжены с корпусом частью окружности диаметром 3 мм, радиальные стороны сечений соседних сформованных фрагментов сопрягаются с
корпусом в одной и той же точке, а радиальный размер сформованных фрагментов равен
7,7 мм. Сердечник изготавливают из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т; для исключения возможности припекания порошка поверхность сердечника предварительно окисляют
на воздухе в течение 1 ч при температуре 600 °С. В пространство между корпусом и сердечником засыпают никелевый порошок марки ПНК1Л6 со средним размером частиц
6,6 мкм. Выдерживая сборку в течение 1 ч при температуре 750 °С в атмосфере диссоциированного аммиака, производят припекание фрагментов капиллярной структуры к корпусу.
После остывания сборки сердечник вынимают из корпуса. Между припеченными фрагментами помещают каналообразующие стержни диаметром 3 мм, формуют донышко капиллярной структуры, а в центр корпуса помещают цилиндрический сердечник диаметром
6 мм. Стержни и цилиндрический сердечник изготавливают из коррозионностойкой стали
12Х18Н10Т; для исключения возможности припекания порошка их поверхность предварительно окисляют на воздухе в течение 1 ч при температуре 600 °С. В пространство, заключенное между спеченными фрагментами, стержнями и цилиндрическим сердечником,
засыпают никелевый порошок марки ПНК1Л6. Сформованную капиллярную структуру
спекают в течение 1 ч при температуре 750 °С в атмосфере диссоциированного аммиака.
После остывания сборки стержни и цилиндрический сердечник вынимают из корпуса. Полученная капиллярная структура имеет совершенный контакт с корпусом, практически
полностью покрывая его внутреннюю поверхность; характеристики капиллярной структуры: пористость 55 %, максимальный размер пор 2,9 мкм, коэффициент проницаемости
1,5х10-13 м2. Капиллярная структура обеспечивает требуемые служебные характеристики:
мощность теплопередачи 350 Вт и капиллярное давление 75000 Па.
Источники информации:
1. Майданик Ю.Ф. Контурные тепловые трубы и двухфазные теплопередающие контуры с капиллярной прокачкой: Автореф. дис. д-ра техн. наук. - М., 1993. - С. 21.
2. Дан П., Рей Д. Тепловые трубы. - М.: Энергия, 1979. - С. 122.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
166 Кб
Теги
патент, by5945
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа