СПОСОБ ЗАПРАВКИ ТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ
METHOD OF FILLING HEAT PIPE WITH HEAT CARRIER

Изобретение относится к технологии изготовления тепловых труб, а именно к способу заправки тепловой трубы теплоносителем.
Известен способ заправки тепловой трубы теплоносителем, включающий вакуумирование тепловой трубы и подачу в нее насыщенного пара хладагента с последующей герметизацией трубы. Недостатком известного способа является то, что после сборки тепловой трубы не проводится ее химическая очистка, это приводит к тому, что существенно уменьшается смачиваемость поверхности фитиля теплоносителем и, как следствие, снижается эффективность теплопереноса, а иногда и блокируется работа тепловой трубы в целом [RU №2383839].
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ заполнения тепловых труб теплоносителем, включающий дегазацию трубы, промывку теплоносителем с протоком теплоносителя через трубу и сливом его в отдельную емкость и заполнение очищенным теплоносителем [Ивановский М.Н. Технологические основы тепловых труб. - М.: Атомиздат, 1980 г. с.60-62; 63-71].
Недостатком известного способа является невозможность ростовой модификации внутренней структуры тепловой трубы как в процессе, так и после операции промывки.
Задачей изобретения является повышение химической инертности внутренней структуры тепловой трубы к различным видам теплоносителя и универсальности способа промывки тепловой трубы.
Технический результат заявляемого решения выражен в улучшении изотропности и теплопроводности внутренней структуры и повышении адаптируемости базового конструкционного материала тепловой трубы к различным видам теплоносителя.
Для достижения технического результата предложен способ заправки тепловой трубы теплоносителем путем очистки корпуса и фитиля, откачки и дегазации тепловой трубы, ввода дозы теплоносителя внутрь трубы, при этом после операции очистки корпуса и фитиля внутренний объем трубы заполняется как минимум одним раствором на основе теплоносителя, в состав которого могут входить ионы из следующего ряда металлов: медь, серебро, никель, олово, золото, платина, палладий. Для получения результата, управляемого во времени, в растворе, помещенном внутрь тепловой трубы и содержащем ионы из приведенного ряда, создают дрейф этих ионов.
За счет прямого контакта фитиля и внутренней поверхности корпуса тепловой трубы с раствором на основе теплоносителя, содержащего, по крайней мере, один вид иона из заявленного ряда металлов, происходит взаимодействие ионов металла с атомами поверхности трубы и фитиля [Н.Л.Глинка. Общая химия. Учебник для ВУЗов. - Л.: Химия, 1985 г.]. В результате одновременно изменяется химический состав и поверхности корпуса трубы, и фитиля, т.е. происходит модификация внутренней структуры тепловой трубы, улучшающая ее изотропность. При этом модифицированная поверхность наследует физико-химические свойства того металла, ион которого присутствовал в растворе [И.Д.Груев, Н.И.Матвеев, Н.Г.Сергеева. Электрохимические покрытия изделий радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. - М.: Радио и связь, 1988 г.]. Это позволяет независимо от свойств базового конструкционного материала корпуса тепловой трубы и фитиля использовать наиболее эффективный тип теплоносителя, т.е повышается адаптируемость конструкционного материала тепловой трубы [М.Н.Ивановский, В.П.Сорокин, Б.А.Чулков, И.В.Ягодкин. Технологические основы тепловых труб. - М.: Атомиздат, 1980 г.].
Способ осуществляется следующим образом.
После проведения известной операции очистки корпуса и фитиля тепловая труба через отверстие полностью заполняется раствором на основе теплоносителя, содержащим ионы, по крайней мере, одного вида из заявленного ряда металлов. В результате протекания восстановительной химической реакции ионы металла восстанавливаются до нейтральных атомов, которые в виде пленки осаждаются как на поверхности фитиля, так и на поверхности корпуса тепловой трубы [Н.Л.Глинка. Общая химия. Учебник для ВУЗов. - Л.: Химия, 1985 г.]. Для осуществления локального осаждения металлической пленки используется частичное заполнение раствором тепловой трубы. С целью получения результата, управляемого во времени, в растворе, помещенном внутрь тепловой трубы и содержащем ионы из приведенного ряда, создают дрейф этих ионов, например, с помощью приложения электрического поля. Причем к раствору теплоносителя прикладывается положительный полюс источника тока, а к корпусу и фитилю тепловой трубы прикладывается отрицательный полюс источника тока.
В результате протекания управляемой электрохимической реакции ионы металла восстанавливаются до нейтральных атомов, которые в виде пленки заданной толщины осаждаются как на поверхности фитиля, так и на поверхности корпуса тепловой трубы [A.M.Ямпольский. Краткий справочник гальванотехника. - Л.: Машиностроение. 1981 г.]. Дальнейшие операции заправки тепловой трубы осуществляются согласно прототипу.
Примеры реализации способа.
Пример 1
4
Тепловая труба, корпус и сеточный фитиль которой изготовлены из нержавеющей стали, после проведения известной операции очистки корпуса и фитиля полностью заполняется раствором золотохлористоводородной кислоты (Н[АuСl]) на основе деионизованной воды с концентрацией золота 40%. В результате протекания гетерогенной химической реакции разложения золотохлористоводородной кислоты, золото в виде пленки осаждается как на поверхности фитиля, так и на внутренней поверхности корпуса тепловой трубы, что приводит к повышению теплопроводности и химической инертности внутренней структуры тепловой трубы. После проведения данной операции исходный раствор удаляется одним из известных способов.
Пример 2
2
Тепловая труба из профиля алюминиевого сплава с фитилем в виде аксиальных канавок каплевидной формы после проведения известной операции очистки корпуса и фитиля полностью заполняется водным раствором (на основе деионизованной воды) следующего состава: медь -20 г/л; железистосинеродистый калий - 180 г/л; сегнетова соль - 90 г/л; едкое кали - 8 г/л. К корпусу тепловой трубы прикладывается отрицательный полюс источника тока, а на раствор через дополнительный электрод прикладывается положительный полюс. Плотность электрического тока поддерживают на уровне от 1,5 до 2 А/дм. В результате протекания электрохимической реакции ионы меди совершают дрейф к отрицательно заряженной внутренней поверхности трубы, восстанавливаются до нейтральных атомов, которые в виде пленки осаждаются как на поверхности фитиля, так и на поверхности корпуса тепловой трубы, при этом повышается теплопроводность и химическая инертность внутренней структуры тепловой трубы, например, при прямом длительном контакте с водой. После проведения данной операции исходный раствор удаляется одним из известных способов. Дальнейшие операции заправки тепловой трубы осуществляются согласно прототипу.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:
- улучшить изотропность и теплопроводность внутренней структуры тепловой трубы;
- повысить адаптируемость базового конструкционного материала тепловой трубы к различным видам теплоносителя.