Способ изготовления тепловой трубы сложной конфигурации

 

Изобретение относится к теплотехнике, может быть использовано при изготовлении тепловых труб (Т) сложной конфигурации с сетчатыми капиллярными структурами и позволяет повысить качество Т. Способ включает втягивание сетки (С) внутрь Т, вибрацию последней до полной усадки С по ее длине, закрепление одного конца С на одном из концом Т, гибку Т от указанного конца к свободному с вибрацией после каждого гиба. Вибрацию проводят при преимущественном ее направлении, совпадающем с направлением недеформированного конца Т, с плавным изменением частоты от нижнего до верхнего значений и наоборот в диапазоне частот, соответствующих первым двум резонансным частотам колебаний Т. Вибрацию производят с перегрузкой в 2-3 раза в течение 3-5 мин в каждом резонансном режиме. Способ позволяет уменьшить зазоры между С и криволинейными участками Т.

Изобретение относится к теплотехнике, может быть использовано для изготовления тепловых труб сложной конфигурации с сетчатыми капиллярными структурами и является усовершенствованием известного способа, описанного в авт.св. N 528988. Целью изобретения является повышение качества изогнутых многоколенчатых тепловых труб. Изгиб тепловой трубы до заданной конфигурации производят, начиная от конца корпуса, на котором предварительно закрепляют один конец сетчатой капиллярной структуры, последовательными гибами, причем после каждого гиба тепловую трубу подвергают вибрации до восстановления допустимых зазоров между сеткой и корпусом в месте изгиба тепловой трубы. Вибрацию прямолинейной тепловой трубы с закрепленным концом сетки можно производить в диапазонах частот, соответствующих первым двум резонансным частотам колебаний корпуса, при увеличении перегрузки в 2-3 раза по сравнению с величиной перегрузки на первой резонансной частоте в течение 3-5 мин на каждом резонансном режиме при перпендикулярном направлении вибрации к оси корпуса. Вибрацию тепловой трубы после каждого гиба производят при преимущественном направлении вибрации по направлению недеформированного участка трубы, при плавном изменении частоты от нижнего до верхнего значений и обратно в каждом поддиапазоне частот, содержащем резонансные частоты колебаний корпуса. Для изогнутых тепловых труб фитили в виде сетчатых цилиндров изготавливаются из заготовок сетки, выкроенных диагонально направлению относительно ее плетения, при этом диагонали ячеек сетки располагаются по направлению образующей цилиндра, чем достигается упругая эластичность такого фитиля. Неподвижное закрепление одного конца сетчатого цилиндра на внутренней поверхности у конца корпуса позволяет уменьшить скручивание фитиля при воздействии вибрации на трубу за счет исключения воздействия скручивающего момента силы на сетчатый цилиндр с закрепленной стороны. Усадку фитиля контролируют по уменьшению длины свободного конца сетчатого цилиндра относительно конца оболочки. Такой контроль осуществляют после прохождения каждого резонансного режима. Проведение гибки трубы до заданной конфигурации последовательными гибами, начиная от закрепленного конца сетчатого цилиндра в направлении его незакрепленного конца, исключает "сборение" сетки, так как преимущественная деформация ячеек сетки обеспечивает при гибке вытяжку сетчатого цилиндра в направлении свободного конца. При гибке цилиндрических тепловых труб отслоения сетки от оболочки на части периметра и образующей в зоне изгиба возникают за счет различной эллипсности оболочки и сетчатого цилиндра в этой зоне, обусловленные пластической деформацией сплошного металла цилиндрической оболочки в "ручье" гибочного приспособления и упругой деформацией внутри оболочки сетчатого цилиндра, вытянутого в направлении свободного конца и частично защемленного в местах начальной и конечной деформации оболочки в зоне изгиба. Восстановление допустимых геометрических параметров фитильной системы (уменьшение и ликвидация зазоров между сетчатым цилиндром и оболочкой) в местах изгиба достигается воздействием вибрации на резонансных частотах колебаний корпуса после каждого изгиба. Это обеспечивает усадку вытянутого при изгибе сетчатого цилиндра в направлении закрепленного конца через место конечной деформации корпуса и восстановление за счет расширения и сжатия ячеек сетки в радиальном направлении до требуемой координации и требуемых величин зазоров сетчатого фитиля и оболочки в зоне изгиба трубы. Воздействие вибрации на тепловую трубу в преимущественном направлении недеформированного участка трубы после каждого гиба трубы позволяет восстановить геометрические размеры зазоров при минимальных перегрузках за счет того, что возмущающая сила действует преимущественно по направлению усадки сетки. При этом повышается эффект усадки сетчатого цилиндра со стороны свободного конца. Действующая сила эффективно используется на преодоление трения между сеткой и оболочкой при перемещении сетчатого цилиндра через место конечной деформации труб. Плавное изменение частоты вибрации от нижнего до верхнего значений и обратно в диапазоне резонансных частот колебаний корпуса при постоянной величине перегрузки наиболее благоприятные условия для усадки фитиля, так как при этом обеспечивается кратковременное состояние резонанса, которое не сказывается на прочностных свойствах тепловой трубы. Для отработки способа использовались тепловые трубы с гофрированными фитилями из проволочных сеток. Материал оболочки сталь 12Х18Н10Т, наружный диаметр трубы 12 мм, толщина стенки 0,5 мм, длина 1300 мм. Материал цилиндрического фитиля никелевая сетка саржевого плетения N 80/720. Фитиль изготавливался из заготовки сетки раскроем ее диагонально направлению плетения, последующей накаткой гофров на заготовке, сворачиванием и сваркой сетчатого цилиндра на оправке. Фитиль имел два типоразмера гофров: открытые в паровую полость шириной 0,2 мм и закрытые, обращенные к оболочке, шириной 0,4 мм, высота гофров 1,2 мм. По окружности в сечении фитиля располагалось 36 гофров по всей длине. При сборке тепловой трубы фитиль с наружным диаметром 12 мм в свободном состоянии устанавливали протаскиванием через оправку внутрь прямолинейной оболочки, при этом наибольшая вытяжка фитиля не превышала 20 мм. После размещения в оболочке фитиль со стороны втянутого конца крепили к оболочке точечной сваркой. После этого прямолинейную тепловую трубу устанавливали и закрепляли в приспособлении на столе вибростенда и подвергали воздействию вибрации в диапазоне частот, соответствующих первым двум резонансным частотам колебаний корпуса. При этом перегрузка в диапазоне частот, содержащих вторую резонансную частоту, увеличивалась в 2-3 раза по сравнению с перегрузкой, заданной в диапазоне частот, содержащих первую резонансную частоту. Продолжительность воздействия вибрации 3-5 мин на каждом резонансном режиме при перпендикулярном направлении ее к оси трубы. По окончании воздействия вибрации контролировали усадку фитиля со стороны незакрепленного конца, которая во всех случаях была меньше размера вытяжки фитиля. Скручивание фитиля со стороны незакрепленного конца было незначительным. Изгиб труб проводили последовательно со стороны закрепленного конца фитиля. После каждого изгиба рентгенографированием определяли величину отслоения цилиндрического гофрированного фитиля от оболочки в месте изгиба трубы. После этого тепловую трубу устанавливали в приспособление. Приспособление с тепловой трубой закрепляли на столе вибростенда, затем задавали определенный режим вибрации и вновь рентгенографированием определяли величину отслоения фитиля от оболочки. После достижения допустимой величины отслоения проводили следующий изгиб, далее рентгенографирование, воздействие вибрации и вновь рентгенографирование. И так для каждого из трех гибов. Допустимой величиной отслоения в центре изгиба для этих тепловых труб, заправленных хладоном-22, является 0,6 мм. По предлагаемому способу изготавливались четырехколенные тепловые трубы геометрической формы в виде меандра с тремя гибами каждый, радиусом 125 мм. Гибка трубы проводилась в специальном приспособлении. Эллипсность оболочки в центре изгиба не превышала 0,3 мм. Вибровоздействия проводились на электродинамическом вибростенде УВЭ50/5-5000 с автоматической системой управления СУВУ-3. Задающий акселерометр устанавливали на приспособлении вблизи места его крепления к столу вибростенда. Тепловая труба закреплялась в приспособлении, ориентация которого обеспечивала воздействие вибрации на тепловую трубу в трех взаимно перпендикулярных плоскостях по отношению к плоскости гиба. Способ позволяет восстановить геометрические размеры фитильных систем в местах изгиба до допустимой величины отслоения 0,6 мм. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение качества изогнутых тепловых труб, расширяет технологические возможности по стабилизации геометрических параметров фитильных систем из проволочных сеток, повышает выход годной продукции. Теплофизические испытания теплотехнических характеристик изогнутых тепловых труб с гофрированными фитилями показали, что стабилизация геометрических параметров воздействием вибрации обеспечивает стабильность их теплотехнических характеристик.

Формула изобретения

Способ изготовления тепловой трубы сложной конфигурации по авт. св. N 528988, отличающийся тем, что, с целью повышения качества многоколенных тепловых труб, один конец сетки закрепляют на одном из концов трубы, гибку трубы выполняют от указанного конца в направлении свободного последовательными гибами, после каждого гиба тепловую трубу вновь подвергают вибрации при преимущественном направлении ее, совпадающем с направлением недеформированного участка трубы, с плавным изменением частоты от нижнего до верхнего значений и обратно в каждом диапазоне частот до восстановления допустимых зазоров между сеткой и трубой на криволинейных участках.