Термосифон-термопара

Реферат: Термосифон-термопара, що містить герметичну ємність, яка складається з конденсаційної частини і випарної частини, і всередині якої знаходиться рідина, що випаровується, причому випарна частина включає охолоджуючий контур. При цьому на технологічний штуцер, розташований вгорі конденсаційної частини, встановлений манометр, шкала якого тарована під вимір температури, що дозволяє контролювати стан захисного гарнісажу та/або кладки доменної печі або іншого високотемпературного агрегату. UA 100101 U (54) ТЕРМОСИФОН-ТЕРМОПАРА UA 100101 U UA 100101 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обладнання, призначеного для контролю стану та запобігання перегріву кладки металургійних агрегатів. Відомий винахід термосифон, призначений для застосування в галузі теплоенергетики, а саме при використанні низькопотенціального тепла, в тому числі і тепла ґрунту. Термосифон з випарником теплового насоса, що включає термосифон, що містить робоче тіло, що має здатність переходу від рідкого стану в газоподібний і назад, і має випарну та конденсаційні частини, причому термосифон містить герметичну теплову трубу, яка містить робоче тіло, що має здатність переходу із рідкого стану в газоподібний і назад, і має випарну і конденсаційні частини, конденсаційна частина теплової труби обмежує разом із зовнішнім корпусом, кришкою і нижньою платформою порожнину випарника теплового насоса, що має патрубки для підведення рідкої фази робочого тіла теплового насоса і відведення газоподібної фази робочого тіла теплового насоса, таким чином, конденсаційна частина теплової труби утворює внутрішній корпус випарника теплового насоса, між зовнішнім і внутрішнім корпусом випарника теплового насоса встановлений проміжний корпус, що має отвори в нижній частині з можливістю проходу через них рідкої або газоподібної фази робочого тіла теплового насоса, циркулюючого усередині випарника теплового насоса, між внутрішнім корпусом і проміжним корпусом є спрямовані вертикально трубки-сопла з можливістю надходження в них рідкої фази робочого тіла теплового насоса під тиском, причому випарник теплового насоса має внутрішні поверхні. Крім того, зовнішній корпус випарника теплового насоса, його внутрішній корпус і проміжний корпус або їх частини мають конусоподібну форму і розташовані так, що мають спільну вертикальну вісь симетрії, а внутрішні поверхні випарника теплового насоса, у тому числі внутрішнього корпусу, мають ребра. Винахід дозволяє істотно зменшити тепловий напір між ґрунтом і робочим тілом в випарнику теплового насоса при одночасному зменшенні габаритів пристрою, а також використовувати енергію стиснутої рідини, що надходить з конденсатора теплового насоса у випарник. [1] Відомо винахід термопара, який належить до термометрії і може бути використаний для вимірювання високих температур при тривалих технологічних циклах. Відомо застосування термопари в пристрої для вимірювання температур, наприклад, у горні доменної печі. Воно включає блок термопари, пристрій для введення термопари через отвір в кожусі і кладці в зоні горна. [3] Недоліком зазначеної конструкції термопар є те, що при потраплянні на них продуктів плавки, прогорає захисний корпус і руйнується термопара, що виключає можливість контролю температури. Для запобігання цьому необхідно додатково передбачити систему охолодження. Задачею корисної моделі розширення функціональних можливостей системи вимірювання показників доменної печі, за рахунок використання відомого термосифона як пристрою охолодження і контролю температурного стану внутрішньої поверхні кладки у високотемпературних і плавильних агрегатах. Суть корисної моделі: корисна модель містить термосифон, який вмонтований в кладку доменної печі під кутом і кріпиться на кожусі печі за допомогою фланця і шпильок. При роботі доменної печі продукти плавки з високою температурою нагрівають випарну ділянку термосифона, в якому знаходиться рідина. Під дією високої температури рідина скипає. Пар підіймається вгору в конденсаційний кінець термосифона, який знаходиться в "холодній" зоні, де відбувається конденсація пари. Конденсат, рівномірно розподіляючись по поверхні стінки, під впливом гравітаційних сил переміщається вниз до випарного кінця, забезпечуючи відвід тепла від кладки і гарнісажу. На технологічний штуцер, розташований вгорі конденсаційної ділянки, встановлюється манометр, ділення якого таровані, у відповідність з вміщеній в термосифон рідиною, під температуру. Кожному тиску відповідає своя температура насичення. Таким чином, пристрій дозволяє забезпечити надійну роботу і контролювати температуру в зоні вимірювання [2]. На фіг. 1 представлений загальний вигляд доменної печі з встановленим датчикомтермосифоном; На фіг. 2 вид І на фіг. 1. Термосифон містить герметичний корпус 1, вмонтований в кладку доменної печі 2 під кутом і прикріплений на кожусі печі 3 за допомогою фланця і шпильок 4, по всій довжині якого робоче тіло має можливість випаровуватися при русі крапель рідини по її внутрішній стінці. Корпус містить випарну 5 і конденсаційну 6 ділянки. Випарна зона 5 розташована в кладці доменної печі 2. На конденсаційній зоні 6 знаходиться охолоджуючий контур 7. Вгорі конденсаційного ділянки 6 на технологічний штуцер 8 встановлений манометр 9, тарований під температуру. Працює пристрій наступним чином. При підводі тепла до термосифону, який розташований в будь-якій частині доменної печі, робоче тіло всередині герметичного корпусу термосифона 1, 1 UA 100101 U 5 10 15 20 25 30 перебуваючи в рідкому стані, починає скипати. Пара піднімається вгору в конденсаційний кінець термосифона 6, який знаходиться в "холодній" зоні, де відбувається конденсація пари. Конденсат, рівномірно розподіляючись по поверхні стінки, під впливом гравітаційних сил переміщається вниз до випарного кінця 5, забезпечуючи його рівномірне охолодження. Величина тиску пари і відповідна йому температура в конденсаційній ділянці буде відображена на манометрі 9, який встановлений на технологічному штуцері 8. У разі підвищення температури та отримання, наприклад, звукового сигналу обслуговуючий персонал вживає заходів по додатковому охолодженню ділянки перегріву. З метою регулювання тепловідбору охолоджуючий контур 7 конденсаційної частини виконується з двох або більше секцій, які включаються у процес конденсації пари послідовно в залежності від теплового навантаження. Охолоджуюча рідина надходить до кожної секції через отвір 10 та відводиться через отвір 11. Джерела інформації: 1. Патент "Термосифон" - Бутрин В.М. (RU), Двирный В.В. (RU), Соколов М.И. (RU), (13) Аференко Е.В. (RU), 2261405 С2. 2. "Тепловые трубы - ключ к совершенству котлов" В.М. Лапковский, директор фирмы "теплоэффект", Москва. 3. Вікіпедія – вільна енциклопедія ru.wikipedia.org. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Термосифон-термопара, що містить герметичну ємність, яка складається з конденсаційної частини і випарної частини, і всередині якої знаходиться рідина, що випаровується, причому випарна частина включає охолоджуючий контур, який відрізняється тим, що на технологічний штуцер, розташований вгорі конденсаційної частини, встановлений манометр, шкала якого тарована під вимір температури, що дозволяє контролювати стан захисного гарнісажу та/або кладки доменної печі або іншого високотемпературного агрегату. 2. Термосифон-термопара за п. 1, який відрізняється тим, що конденсаційна частина термосифона виконується з двох або більше секцій, що дозволяє інтенсифікувати коефіцієнт трансформації теплового потоку і тим самим запобігти перегріву в зоні установки термосифонатермопари. 2 UA 100101 U 3 UA 100101 U Комп’ютерна верстка М. Шамоніна Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4