RU2387937C1 - Гравитационная тепловая труба - Google Patents
Гравитационная тепловая труба Download PDFInfo
- Publication number
- RU2387937C1 RU2387937C1 RU2008148322/06A RU2008148322A RU2387937C1 RU 2387937 C1 RU2387937 C1 RU 2387937C1 RU 2008148322/06 A RU2008148322/06 A RU 2008148322/06A RU 2008148322 A RU2008148322 A RU 2008148322A RU 2387937 C1 RU2387937 C1 RU 2387937C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insert
- housing
- heat pipe
- sections
- zone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Supports For Pipes And Cables (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области теплотехники, а именно к тепловым трубам, предназначенным преимущественно для замораживания грунта с целью укрепления фундаментов и оснований различных сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах. В гравитационной тепловой трубе, содержащей герметичный частично заполненный жидким теплоносителем корпус с зонами испарения, конденсации и транспортной зоной, корпус в зоне испарения и в транспортной зоне или в какой-либо одной из этих зон имеет, по меньшей мере, одну вставку, выполненную в виде сильфона, соединенного цилиндрическими наконечниками с секциями корпуса, между которыми расположена вставка, сильфон заключен в эластичный металлический чулок, концы которого закреплены на указанных наконечниках, вставка снабжена также жесткой съемной обоймой для фиксации взаимного положения секций корпуса, между которыми находится вставка, выполненной с возможностью размещения вокруг указанного чулка и крепления ее к примыкающим к вставке секциям корпуса. Технический результат - конструкция трубы обеспечивает лучшую технологичность производства, транспортирования и установки ее в рабочее положение на объекте использования. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области теплотехники, более конкретно к тепловым трубам, а именно к гравитационным тепловым трубам, применяемым преимущественно при замораживании грунта для укрепления фундаментов и оснований различных сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах.
Известны гравитационные тепловые трубы, содержащие герметичный частично заполненный теплоносителем корпус с зонами испарения, конденсации и транспортной зоной (см., например, патент Российской Федерации на изобретение №2327940, опубл. 27.06.2008 [1]; патент Российской Федерации на полезную модель №68108, опубл. 10.11.2007 [2]).
Известные гравитационные тепловые трубы имеют жесткий корпус и, следовательно, фиксированную геометрическую форму. В частности, труба по патенту [1] прямая, а труба по патенту [2] изогнута под углом, близким к прямому.
При увеличении длины этих труб возникают трудноразрешимые технологические проблемы как при изготовлении (поскольку требуются протяженные помещения), так и при транспортировании труб и установке их в вертикальные скважины. Кроме того, возникают трудности при укладке зоны испарения на строительной площадке, например, между уже установленными сваями фундамента. Следует принять во внимание, что осуществлять сварку, проверять сварочные швы на герметичность, а также производить заправку трубы теплоносителем в условиях Крайнего Севера трудно и дорого. Поэтому трубы должны изготавливаться в надлежащих производственных условиях и доставляться к месту их эксплуатации в готовом к установке и использованию виде.
Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в обеспечении технологичности производства, транспортирования и установки гравитационных тепловых труб в рабочее положение на объекте использования.
Наиболее близкой к предлагаемой является гравитационная тепловая труба по патенту [2].
Предлагаемая гравитационная тепловая труба, как и указанная наиболее близкая к ней известная, содержит герметичный частично заполненный жидким теплоносителем корпус с зонами испарения, конденсации и транспортной зоной.
Для достижения указанного технического результата в предлагаемой тепловой гравитационной трубе, в отличие от наиболее близкой к ней известной, корпус в зоне испарения и в транспортной зоне или в какой-либо одной из этих зон имеет, по меньшей мере, одну вставку, выполненную в виде сильфона, соединенного с секциями корпуса, между которыми она расположена, цилиндрическими наконечниками. Сильфон заключен в эластичный металлический чулок, концы которого закреплены на указанных наконечниках. Кроме того, вставка снабжена жесткой съемной обоймой для фиксации взаимного положения секций корпуса, между которыми расположена вставка. Жесткая съемная обойма выполнена с возможностью размещения вокруг указанного чулка и крепления ее к примыкающим к вставке секциям корпуса.
Благодаря наличию вставок в виде сильфона, установленных в указанных более протяженных зонах корпуса, и благодаря выполнению жестких обойм съемными предлагаемая тепловая труба при транспортировании может быть сложена, например, в виде "змейки". При этом сильфоны упомянутых вставок изогнуты на 180 градусов, и находящиеся между вставками секции корпуса располагают в таре параллельно друг другу. Поэтому размеры тары и транспортного средства по длине могут быть в несколько раз меньше общей длины тепловой трубы. При изготовлении тепловой трубы, имеющей предлагаемую конструкцию, нет необходимости располагать в одну линию все секции корпуса, между которыми устанавливаются вставки в виде сильфона, благодаря чему исключается необходимость в протяженных производственных помещениях.
Эластичный металлический чулок, в который заключен сильфон, обеспечивает его механическую защиту, без которой невозможны ни транспортирование, ни эксплуатация тепловой трубы в тех реальных условиях, для которых она предназначена.
Жесткие съемные обоймы, находящиеся в процессе транспортирования тепловой трубы в снятом состоянии, при установке трубы в рабочее положение крепятся к секциям корпуса и обеспечивают, в зависимости от того, что является необходимым в конкретных условиях, прямолинейность или фиксированный угол изгиба осевых линий секций корпуса и сильфонов, установленных между ними.
Отмеченные особенности в совокупности обеспечивают лучшую технологичность производства, транспортирования и установки предлагаемой тепловой трубы в рабочее положение на объекте использования. Очевидно, что возможность достижения такого технического результата существует при размещении хотя бы одной вставки в какой-либо одной из указанных зон корпуса, являющейся наиболее протяженной, однако предпочтительно наличие нескольких вставок как в зоне испарения, так и в транспортной зоне.
Жесткая съемная обойма, предназначенная для вставки, расположенной в зоне испарения, может иметь перфорацию. В этом случае она может быть выполнена, например, в виде стержней, установленных с зазором друг относительно друга и закрепленных своими концами на примыкающих к вставке секциях корпуса в местах их соединения со вставкой.
Наличие перфорации, в том числе при описанном выполнении жесткой обоймы в виде стержней, обеспечивает возможность заполнения пространства между нею и чулком, окружающим сильфон, грунтом или песком для уменьшения теплового сопротивления теплопередаче к сильфону.
Изобретение иллюстрируется чертежами:
- на фиг.1 изображена прямолинейная гравитационная тепловая труба со вставками в виде сильфона в зоне испарения и в транспортной зоне (позиция "а"), только в зоне испарения (позиция "б") и только в транспортной зоне (позиция "в");
- на фиг.2 представлена изогнутая гравитационная тепловая труба с несколькими вставками в виде сильфона в зоне испарения, располагаемой в рабочем положении под небольшим углом к горизонту;
- на фиг.3 дан продольный разрез А-А тепловой трубы по фиг.1 в области вставки в виде сильфона;
- на фиг.4 представлен поперечный разрез Б-Б вставки, изображенной на фиг.3;
- на фиг.5 показана предлагаемая гравитационная тепловая труба, сложенная "змейкой" для транспортирования.
Предлагаемая гравитационная тепловая труба содержит герметичный корпус 1 (фиг.1, 2) с зонами испарения 2, конденсации 3 и транспортной зоной 4. Корпус частично заполнен жидким теплоносителем 5. В зоне испарения 2 (фиг.1б, фиг.2) или в транспортной зоне 3 (фиг.1в) либо в обеих этих зонах (фиг.1а) труба имеет вставку 6 (см. также фиг.5). Вставка 6 содержит (см. фиг.3) гибкий элемент в виде сильфона 9 с цилиндрическими наконечниками 10. Посредством последних сильфон 9 соединен с примыкающими к нему секциями корпуса 1. Сильфон 9 заключен в металлический плетеный чулок 11, концы которого закреплены на наконечниках 10. Вокруг гибкого элемента в виде сильфона 9 с чулком 11 размещена жесткая обойма 8. Обойма 8 выполнена съемной. Для этого она может, например, состоять из показанных на фиг.4 двух полуколец 12, к которым приварены своими концами стержни 13. Указанные части обоймы с помощью болтового соединения 14 крепятся на корпусе в местах соединения его секций с цилиндрическими наконечниками сильфонов.
Расположение стержней 13 с зазором друг относительно друга может обеспечить наличие перфорации. Последняя полезна, когда вставка с сильфоном 9 установлена в зоне испарения. Зазоры позволяют заполнить пространство между чулком 11 и стержнями 13 грунтом или песком для уменьшения теплового сопротивления теплопередаче от земли к сильфону.
В процессе изготовления тепловой трубы обойма, охватывающая гибкий элемент вставки 6 (сильфон 9, заключенный в чулок 11), не устанавливается. При транспортировании тепловая труба находится в сложенном "змейкой" состоянии (фиг.5). При этом секции корпуса 1 уложены параллельно друг другу путем изгибания вставок 6 на угол 180 градусов. Перед установкой на объекте тепловую трубу распрямляют, вокруг вставок 6 устанавливают обоймы 8, которые обеспечивают нахождение осей секций корпуса и сильфона на одной линии (как на фиг.1) либо обеспечивают фиксированный изгиб продольной оси корпуса (как крайняя левая обойма 6 на фиг.2). В последнем случае, если обойма выполнена в соответствии с фиг.4, стержни 13 должны иметь необходимый изгиб. Обоймы 8 выполняют свою функцию как в процессе строительно-монтажных работ, так и при эксплуатации объекта.
В вертикальную скважину погружение предлагаемой тепловой трубы производят посекционно. После погружения первой секции корпуса вертикально устанавливают вторую секцию, закрепляют обойму, погружают вторую секцию и т.д. При этом отпадает необходимость в громоздких подъемно-транспортных устройствах.
Если часть корпуса с зоной конденсации тяжелая или должна быть расположена высоко над уровнем земли, то вначале в рабочее положение устанавливают на объекте часть корпуса с зоной испарения и транспортной зоной. При этом часть корпуса с зоной конденсации благодаря гибкому элементу вставки, расположенной в транспортной зоне, находится в сложенном состоянии. Затем часть корпуса с зоной конденсации поднимают наверх, распрямляют гибкий элемент указанной вставки, после чего на него накладывают обойму.
Функционирование предлагаемой гравитационной тепловой трубы осуществляется традиционным для таких труб образом. В ней происходит движение пара вверх за счет разности давлений насыщенного пара в зонах испарения и конденсации, а обратное движение жидкости осуществляется под действием силы тяжести. Тепловая труба передает теплоту Q (фиг.1, 2), поглощенную теплоносителем и отдаваемую им при конденсации во внешнюю среду.
Преимущества предлагаемой гравитационной трубы перед известными заключаются в том, что ее проще изготавливать, транспортировать и устанавливать на объекте. При транспортировании труба может быть сложена в обычный размер трейлеров и железнодорожных вагонов "змейкой", как показано на фиг.5. Здесь секции корпуса 1 уложены параллельно друг другу путем изгибания вставок 6 на угол 180 градусов. Таким же образом могут быть расположены секции корпуса при соединении их со вставками в процессе изготовления трубы, а также при испытаниях ее на герметичность. Кроме того, преимущество заключается в более дешевом способе погружения трубы в вертикальные скважины, так как в данном случае не требуется громоздкого подъемно-транспортного оборудования, доставка которого на объекты Крайнего Севера в ряде случаев просто невозможна. На объекте такая труба может быть уложена с изгибом около препятствия, например уже забитой в грунт сваи.
Источники информации
1. Патент Российской Федерации на изобретение №2327940 (опубл. 27.06.2008).
2. Патент Российской Федерации на полезную модель №68108 (опубл. 10.11.2007).
Claims (3)
1. Гравитационная тепловая труба, содержащая герметичный частично заполненный жидким теплоносителем корпус с зонами испарения, конденсации и транспортной зоной, отличающаяся тем, что корпус в зоне испарения и в транспортной зоне или в какой-либо одной из этих зон имеет, по меньшей мере, одну вставку, выполненную в виде сильфона, соединенного цилиндрическими наконечниками с секциями корпуса, между которыми расположена вставка, сильфон заключен в эластичный металлический чулок, концы которого закреплены на указанных наконечниках, вставка снабжена также жесткой съемной обоймой для фиксации взаимного положения секций корпуса, между которыми находится вставка, выполненной с возможностью размещения вокруг указанного чулка и крепления ее к примыкающим к вставке секциям корпуса.
2. Тепловая труба по п.1, отличающаяся тем, что жесткая съемная обойма, предназначенная для вставки, расположенной в зоне испарения, выполнена перфорированной.
3. Тепловая труба по п.2, отличающаяся тем, что жесткая съемная обойма выполнена в виде стержней, установленных с зазором друг относительно друга и закрепленных своими концами на примыкающих к вставке секциях корпуса в местах их соединения со вставкой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148322/06A RU2387937C1 (ru) | 2008-12-09 | 2008-12-09 | Гравитационная тепловая труба |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008148322/06A RU2387937C1 (ru) | 2008-12-09 | 2008-12-09 | Гравитационная тепловая труба |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2387937C1 true RU2387937C1 (ru) | 2010-04-27 |
Family
ID=42672719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008148322/06A RU2387937C1 (ru) | 2008-12-09 | 2008-12-09 | Гравитационная тепловая труба |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2387937C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016138629A1 (zh) * | 2015-03-03 | 2016-09-09 | 昆明理工大学 | 一种热管的制备方法 |
RU2597010C1 (ru) * | 2015-06-04 | 2016-09-10 | Эмиль Нилович Гайнулин | Термостабилизатор грунта |
RU2629281C1 (ru) * | 2016-04-29 | 2017-08-28 | Илья Павлович Рило | Охлаждающий термосифон для глубинной термостабилизации грунтов (варианты) |
RU181261U1 (ru) * | 2018-03-01 | 2018-07-09 | Анатолий Дмитриевич Лобанов | Двухфазный термосифон |
RU193677U1 (ru) * | 2019-07-29 | 2019-11-11 | Черняк Александр Владимирович | Устройство для охлаждения грунта |
-
2008
- 2008-12-09 RU RU2008148322/06A patent/RU2387937C1/ru active IP Right Revival
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016138629A1 (zh) * | 2015-03-03 | 2016-09-09 | 昆明理工大学 | 一种热管的制备方法 |
CN106068434A (zh) * | 2015-03-03 | 2016-11-02 | 昆明理工大学 | 一种热管的制备方法 |
CN106068434B (zh) * | 2015-03-03 | 2018-08-10 | 昆明理工大学 | 一种热管的制备方法 |
RU2597010C1 (ru) * | 2015-06-04 | 2016-09-10 | Эмиль Нилович Гайнулин | Термостабилизатор грунта |
RU2629281C1 (ru) * | 2016-04-29 | 2017-08-28 | Илья Павлович Рило | Охлаждающий термосифон для глубинной термостабилизации грунтов (варианты) |
RU181261U1 (ru) * | 2018-03-01 | 2018-07-09 | Анатолий Дмитриевич Лобанов | Двухфазный термосифон |
RU193677U1 (ru) * | 2019-07-29 | 2019-11-11 | Черняк Александр Владимирович | Устройство для охлаждения грунта |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2387937C1 (ru) | Гравитационная тепловая труба | |
US11796225B2 (en) | Geoexchange systems including ground source heat exchangers and related methods | |
AU2013403337B2 (en) | Geoexchange systems including ground source heat exchangers and related methods | |
CN104514218A (zh) | 能源桩及其*** | |
JP2015083911A (ja) | 地中熱交換杭 | |
RU2454506C2 (ru) | Охлаждающее устройство для температурной стабилизации многолетнемерзлых грунтов и способ монтажа такого устройства | |
RU83831U1 (ru) | Гравитационная тепловая труба | |
JP2014163554A (ja) | 地中熱利用システムの熱交換装置の施工方法および地中熱利用システム | |
JP6549873B2 (ja) | 地中熱用採熱管 | |
Valsamis et al. | Alternative design of buried pipelines at active fault crossings using flexible joints | |
KR20160145977A (ko) | 형상기억합금이 삽입된 관거 보수보강용 튜브 | |
RU168171U1 (ru) | Устройство для охлаждения грунта с локальной зоной термостабилизации | |
JP6993568B2 (ja) | 地下熱交換装置及びその組立方法 | |
CN109990142A (zh) | 装配式建筑结构中管道套管防渗漏堵方案的研究方法 | |
RU2006128660A (ru) | Комбинированный способ прокладки трубопровода | |
CN107965945B (zh) | 一种地源热泵 | |
JP3066324B2 (ja) | 継 手 | |
KR102206864B1 (ko) | 지하시설물용 매설 구조물 | |
RU2661167C2 (ru) | Термостабилизатор грунтов | |
CN217714570U (zh) | 埋地蒸汽管道的疏水管 | |
RU2591272C1 (ru) | Способ монтажа облегченных охлаждающих устройств для температурной стабилизации многолетнемерзлых грунтов | |
RU106726U1 (ru) | Устройство для охлаждения грунта с протяженной зоной испарения | |
KR101189079B1 (ko) | 지중열교환용 말뚝 | |
RU193677U1 (ru) | Устройство для охлаждения грунта | |
JP6886378B2 (ja) | 地下タンク構造および地中連続壁の構築方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111210 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141127 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20150506 |