УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМИРОВАНИЯ ТЕРМОСИФОНА

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована для удаления неконденсирующихся газов из термосифона с последующей его герметизацией.
Известно устройство для создания вакуума, содержащее вакуумируемый сосуд с барометрической трубой и гидросборник, причем с целью регулирования величины вакуума оно снабжено насосом, связывающим гидросборник с вакуумируемым сосудом через трубопровод и вентиль, устройства контроля уровня жидкости в гидросборнике и двумя вентилями, один из которых установлен в верхней части вакуумируемого сосуда, а другой - в нижней части барометрической трубки [Патент SU 1751399, опубл. 30.07.1992, МПК F04B 37/08].
Известен термосифон с клапаном, представляющий собой корпус в виде герметичной пустотелой оболочки вытянутой формы из материала с хорошей теплопроводностью, содержащий хорошо переносящую тепло легкокипящую жидкость, причем термосифон имеет с одной стороны герметичную заглушку с отверстием ступенчатой формы с резьбой в большом отверстии, в которое вкручивается цилиндр ступенчатой формы с резьбой на большем диаметре, и имеющий специальный клапан в виде сквозного отверстия, повернутого на угол 90°, выходящего с одной стороны на меньшем диаметре без резьбы, а с другой стороны на плоской части цилиндра [Патент RU 123508, опубл. 27.12.2012, МПК F28D 13/00].
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для герметизации тепловой трубы, которое содержит входной канал, подсоединенный к ее верхней части, установленную в последней с помощью дистанционирующих элементов пробку и расположенный снаружи в этой зоне индуктор тока, с целью повышения надежности герметизации, пробка выполнена в виде усеченного конуса, опирающегося на дистанционирующие элементы большим основанием, установленного с зазором по отношению к стенкам трубы и снабженного кольцом из припоя, причем верхний конец трубы заключен в гильзу, снабженную снаружи экранирующей металлической обечайкой и соединенную нижним концом последовательно с двумя дополнительными цилиндрическими обечайками, образующими с корпусом зазор, в котором установлен уплотнительный элемент в виде тонкостенной эластичной трубки, закрепленной своими концами на кольцевых выступах, выполненных на гильзе и примыкающей к ней дополнительной обечайке, при этом во входном канале установлен двухходовой кран, соединенный с атмосферой и пространством между дополнительной обечайкой и эластичной трубкой посредством каналов, выполненных в теле гильзы с возможностью сообщения упомянутого пространства с входным каналом при установке и снятии тепловой трубы и с атмосферой при герметизации [Патент SU 1814004, опубл. 07.05.1993, МПК F25B 45/00, F28D 15/02].
Недостатком известного устройства является ненадежность использования клапанной системы при локальных скачках давления в полости термосифона, возникающих вследствие проявления кризисных явлений тепло- и гидродинамики и повышенных значениях давления в термосифоне во время эксплуатации при высоких тепловых нагрузках, возникновение проблемы сохранения вакуума в момент установки и «приваривания» пробки к донышку термосифона, что может привести к разгерметизации термосифона, и, как следствие, выходу его из строя (пережогу) в процессе эксплуатации.
Техническая задача - расширение арсенала устройств для вакуумирования термосифона, а также повышение надежности работы термосифона, как следствие, увеличение безопасности и срока его эксплуатации за счет повышения прочности конструкции узла заполнения термосифона, совершенствования технологии его заполнения и предотвращения попадания неконденсирующихся газов в термосифон во время герметизации.
Поставленная задача решается тем, что заглушка для донышка термосифона, выполненная в виде пробки и размещенная вдоль его оси, внутри вакуумной камеры устройства для вакуумирования термосифона, состоящего из вакуумной камеры цилиндрической формы, имеющей полый корпус без дна с двумя боковыми отверстиями и центральным в крышке вакуумной камеры, снабженный отверстием с патрубком для отвода неконденсирующихся газов путем откачивания вакуумным насосом, удерживается внутри вакуумной камеры с возможностью ее перемещения вдоль оси термосифона с помощью герметично вмонтированных в корпус не менее двух держателей, установленных через боковые отверстия в стенке корпуса вакуумной камеры напротив друг друга, причем в корпус вакуумной камеры для фиксации пробки в донышке термосифона герметично вмонтирован шток, герметично установленный через ее отверстие в крышке с возможностью перемещения вдоль оси вакуумной камеры.
Корпус вакуумной камеры имеет внутренний диаметр, обеспечивающий его плотное прилегание к термосифону без зазоров.
Корпус вакуумной камеры может быть выполнен из прочного прозрачного материала, либо из металлической трубы с вмонтированными в ней смотровыми окнами.
В качестве прочного прозрачного материала может быть использовано оргстекло.
С целью устранения зазоров между корпусом вакуумной камеры и термосифоном на корпусе снаружи дополнительно размещен уплотнительный резиновый пояс с хомутом для его фиксации к трубе термосифона.
Заглушка имеет форму усеченного конуса, одно из оснований которого имеет больший диаметр, чем диаметр отверстия в донышке термосифона, а второе основание (нижнее) - меньший диаметр, что обеспечивает надежность ее усадки в донышко.
Шток должен обеспечивать плотную усадку (фиксацию) пробки в донышке термосифона, а значит должен быть изготовлен из металла, быть полнотелым, т.е. обладать достаточным весом для эффективной фиксации пробки.
Устранение зазоров в местах ввода держателей и штока, вмонтированных в корпус вакуумной камеры, обеспечивается за счет размещенных снаружи пыльников, прикрепленных к вакуумной камере с помощью клея, а к держателям и штоку - с помощью хомутов, либо клея.
На фигуре представлен общий вид устройства для вакуумирования термосифона.
На термосифон 1 с приваренным донышком 2, который установлен в блоке термосифонов котла-утилизатора, установлено устройство для вакуумирования термосифона.
Устройство для вакуумирования термосифона состоит из заглушки 3 для донышка 2 термосифона 1, выполненной в виде пробки, вакуумной камеры 4 цилиндрической формы, имеющей полый корпус без дна.
Корпус 5 вакуумной камеры 4 снабжен отверстием с патрубком 6 для отвода неконденсирующихся газов путем откачивания вакуумным насосом 7 и имеет два боковых отверстия и центральное в крышке вакуумной камеры 4.
Заглушка 3 удерживается внутри вакуумной камеры 4 с возможностью ее перемещения вдоль оси термосифона 1 с помощью герметично вмонтированных в корпус не менее двух держателей 9. Держатели 9 установлены через боковые отверстия в стенке корпуса 5 вакуумной камеры 4 напротив друг друга. Также в корпус 5 вакуумной камеры 4 герметично вмонтирован шток 10, установленный через его отверстие в крышке с возможностью перемещения вдоль оси вакуумной камеры 4.
Корпус 5 вакуумной камеры 4 выполнен из прочного прозрачного материала, либо из металлической трубы с вмонтированными в ней смотровыми окнами.
В качестве прочного прозрачного материала может быть использовано оргстекло.
Корпус 5 вакуумной камеры 4 имеет внутренний диаметр, обеспечивающий его плотное прилегание к термосифону без зазоров.
С целью устранения зазоров между корпусом 5 вакуумной камеры 4 и термосифоном 1 на корпусе 5 снаружи дополнительно размещен резиновый пояс 11 с хомутом 12 для его фиксации на корпусе термосифона 1.
Заглушка 3 имеет форму усеченного конуса, одно из оснований которого имеет больший диаметр, чем диаметр отверстия в донышке 2 термосифона 1, а второе основание (нижнее) - меньший диаметр, что обеспечивает надежность ее усадки в донышко 2.
Шток 10 изготовлен из металла и выполнен полнотелым с достаточным весом для эффективной фиксации пробки.
Устранение зазоров в местах ввода держателей 9 и штока 10, вмонтированных в корпус 5 вакуумной камеры 4, обеспечивается за счет размещенных снаружи пыльников 13, прикрепленных к вакуумной камере 4 с помощью клея, а к держателям 9 и штоку 10 - с помощью хомутов, либо клея.
Описанное выше устройство работает следующим образом. В термосифон 1, установленный в блоке термосифонов котла-утилизатора, через донышко 2 заливается теплоноситель. На термосифон 1 устанавливается устройство для вакуумирования термосифона так, что заглушка 3 располагается соосно его донышку 2. Затягивается хомут 12 на резиновом поясе 11, обеспечивая плотное прилегание корпуса 5 вакуумной камеры 4 к корпусу термосифона 1. В момент, когда заглушка 3 зафиксирована держателями 9, она приподнимается над донышком 2 термосифона 1, затем включается вакуумный насос 7 и производится откачивание неконденсирующихся газов из полости термосифона 1. После завершения данной процедуры с помощью держателей 9 заглушка 3 термосифона 1 вновь устанавливается в донышко 2 термосифона 1. После чего по штоку производится удар молотком, шток 10, воздействуя своим весом на заглушку 3, вбивает ее в донышко 2 термосифона 1, не оставляя зазоров между ними. Затем устройство для вакуумирования термосифона снимается с него и производится приваривание заглушки 3 к донышку 2 термосифона 1 с целью обеспечения полной герметизации.