Способ контроля герметичности тепловой трубы и устройство для его осуществления

Способ контроля герметичности тепловой трубы и устройство для его осуществления

Реферат

 

Использование: в системах охлаждения. Сущность изобретения: на корпусе трубы расположен диэлектрический капиллярно-пористый слой. На нем установлен электрод. Последний образует с корпусом гальваническую пару. Капиллярно-пористый слой при разгерметизации трубы смачивается теплоносителем. В процессе изготовления, испытаний и эксплуатации трубы измеряют ЭДС указанной гальванической пары. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при разработке систем охлаждения, основанных на использовании тепловых труб.

Известен способ контроля качества тепловой трубы преимущественно в процессе изготовления и испытаний, основанный на измерении теплофизических характеристик (температуры) тепловой трубы в нестационарном режиме, в котором о качестве тепловой трубы судят по скорости изменения температуры по крайней мере в одной из точек на участке измерения.

К недостаткам этого способа следует отнести отсутствие возможности ведения непрерывного контроля качества (герметичности) непосредственно в процессе эксплуатации.

Известен способ контроля качества тепловой трубы преимущественно в процессе ее производства, основанный на масс-спектрометрическом определении утечек (негерметичности) корпуса с предварительным глубоким вакуумированием полости тепловой трубы.

Этот способ реализуют устройством, содержащим масс-спектрометр, вакуумная камера которого герметично соединена с полостью трубы, и гелиевый течеискатель, обдувающий корпус тепловой трубы струей гелия.

К недостаткам этого способа следует отнести невозможность его использования непосредственно в процессе эксплуатации, что ограничивает область применения. Те же недостатки присущи и устройству, реализующему способ.

Наиболее близким к изобретению является способ контроля качества тепловой трубы, основанный на регистрации электрического напряжения на дополнительных электродах, размещенных внутри корпуса тепловой трубы и соединенных с дополнительным источником высокого напряжения, причем в качестве контролируемого фактора используют интенсивность электрических разрядов между дополнительными электродами.

К недостаткам этого способа следует отнести ограниченную область применения, обусловленную существенными затруднениями при использовании способа на протяжении периода эксплуатации, а также низкую надежность из-за деградации теплоносителя при электрических разрядах.

Устройство, реализующее этот способ, содержит тепловую трубу с дополнительными электродами, установленными в полости тепловой трубы и соединенными с регулируемым источником высокого напряжения, а также с мостовой измерительной схемой.

Недостатки устройства те же, что и у способа, причем наличие в корпусе двух высоковольтных вводов, а также источника высокого напряжения дополнительно снижает надежность устройства.

Целью изобретения является расширение области применения и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что по способу контроля герметичности (качества) тепловой трубы, содержащей дополнительный электрод, основанному на регистрации напряжения, регистрируют величину гальванической ЭДС между корпусом тепловой трубы и дополнительным электродом непрерывно или периодически на всем протяжении изготовления, испытаний и/или периода эксплуатации.

Регистрация величины гальванической ЭДС между корпусом трубы и дополнительным электродом позволяет исключить деградацию теплоносителя, обусловленную электрическими разрядами, и вести контроль герметичности простыми аппаратными средствами как в процессе изготовления (заправки) и испытаний, так и в процессе эксплуатации, т. е. контролировать потерю герметичности коpпуса, вызванную механическими или другими воздействиями на тепловую трубу непосредственно в процессе эксплуатации.

Совокупность этих обстоятельств позволяет расширить область применения способа и повысить надежность.

Указанная цель достигается также тем, что в тепловой трубе с дополнительным электродом, заполненной жидким теплоносителем, дополнительный электрод выполнен из материала, образующего с корпусом тепловой трубы гальваническую пару, и размещен на диэлектрическом слое, охватывающем наружную поверхность корпуса, причем диэлектрический слой выполнен в виде капиллярно-пористой структуры, смачиваемой теплоносителем, а в качестве теплоносителя используют электролит.

Использование тепловой трубы с дополнительным электродом, выполненным из материала, образующего с корпусом тепловой трубы гальваническую пару, и размещенным на диэлектрическом слое, охватывающем наружную поверхность корпуса тепловой трубы, и использование электролита в качестве теплоносителя приводит при вытекании теплоносителя из корпуса (потере герметичности) к появлению между корпусом и дополнительным электродом гальванической ЭДС.

Контроль наличия этого напряжения позволяет простыми аппаратными средствами регистрировать потерю герметичности корпуса как в процессе изготовления и испытаний, так и в процессе эксплуатации. Исключение высоковольтных вводов в герметичный корпус, а также дополнительного высоковольтного источника обеспечивает повышение надежности и расширение области применения по сравнению с прототипом.

Использование в качестве диэлектрического слоя капиллярно-пористой структуры, смачиваемой теплоносителем, позволяет накапливать теплоноситель в указанной структуре при малых утечках и дополнительно повышает надежность.

Схематически устройство для реализации предлагаемого способа изображено на чертеже.

Тепловая труба состоит из герметичного корпуса 1, частично заполненного теплоносителем 2 и снабженного капиллярной структурой 3, обеспечивающей транспорт теплоносителя из зоны конденсации 4 в зону испарения 5.

На наружной поверхности корпуса 1 нанесена или сформирована капиллярно-пористая структура 6, на которой размещен дополнительный электрод 7. Корпус 1 и дополнительный электрод 7 соединены с измерительным (регистрирующим) прибором 8.

Осуществляют способ следующим образом. В рабочем состоянии или в процессе изготовления и испытаний заправленная теплоносителем 2 тепловая труба передает тепловой поток от зоны испарения 5 к зоне конденсации 4. Капиллярная структура 3, смачиваемая теплоносителем 2, осуществляет транспорт теплоносителя от зоны конденсации 4 к зоне испарения 5, обеспечивая работу тепловой трубы при отсутствии силы тяжести или против сил тяжести.

В случае потери герметичности корпусом 1 жидкая и паровая фазы теплоносителя истекают через отверстие (неплотность) и смачивают капиллярно-пористую структуру 6, нанесенную на наружную поверхность корпуса 1. Поскольку корпус 1 и дополнительный электрод 7 выполнены из материалов, образующих гальваническую пару, то при смачивании структуры 6 электролитом между корпусом 1 и дополнительным электродом 7 возникает гальваническая ЭДС, которая регистрируется прибором 8. (56) Авторское свидетельство СССР N 951092, кл. F 28 D 15/02, 1982.

Формула изобретения

1. Способ контроля герметичности тепловой трубы, содержащей электрод, путем определения контрольного параметра, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности, корпус трубы и электрод соединяют с образованием гальванической пары, а в качестве контрольного параметра принимают ЭДС этой пары и определяют ее в процессе изготовления, испытаний и эксплуатации тепловой трубы.

2. Устройство для контроля герметичности тепловой трубы, содержащее частично заполненный теплоносителем корпус тепловой трубы и электрод, отличающееся тем, что электрод выполнен из материала, образующего с корпусом гальваническую пару, и размещен на диэлектрическом слое, охватывающем наружную поверхность корпуса трубы, причем диэлектрический слой выполнен в виде капиллярно-пористой структуры, смачиваемой теплоносителем, в качестве которого использован электролит.

РИСУНКИ

Рисунок 1