Пиротехническое устройство для подогрева жидкости в трубопроводе


 


Владельцы патента RU 2433358:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" (RU)

Изобретение относится к пиротехническим устройствам для подогрева жидкости в трубопроводе и может быть использовано в устройствах авиационной и ракетно-космической техники для быстрого подогрева жидкого топлива, подаваемого в камеру сгорания двигателя в условиях низких температур. Пиротехническое устройство состоит из корпуса, нагревателя из малогазового пиротехнического состава и воспламенителя. Отличительной чертой является то, что корпус выполнен в виде патрубка, вставленного в кожух с зазором, образующим щелевую герметичную полость. На патрубок, материал которого обладает высокой теплопроводностью, нанесена пленка или лента из малогазового пиротехнического состава, покрытого фольгой из легкоплавкого металла, например алюминия. Воспламенение осуществляется от электровоспламенителя, который размещен во внешней части кожуха и соединен с щелевой полостью каналом. На кожух устройства с внешней стороны нанесено теплоизоляционное покрытие. Техническое решение обеспечивает высокий теплосъем и теплоотдачу подогреваемому материалу, а также обеспечивается внутренняя герметичность устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к пиротехническим устройствам для подогрева жидкости в трубопроводе и может быть использовано в устройствах авиационной и ракетно-космической техники для быстрого подогрева жидкого топлива, подаваемого в камеру сгорания двигателя в условиях низких температур. Следовательно, при работе устройства должно выделяться значительное количество тепловой энергии и обеспечиваться интенсивный теплоподвод к нагревательному материалу. Кроме того, нагреватель, во избежание повреждений магистралей не должен выделять в окружающую среду при работе высокотемпературные продукты. Поэтому особенностью устройства является то, что в качестве нагревателя может быть использован только безгазовый или малогазовый состав, поскольку горение происходит в герметичном объеме.

Известно нагревательное устройство, предназначенное для быстрого подогрева емкости с продуктами питания, описано в заявке Франции №2574527 (кл. F24J 1/00, 1986 г.).

Устройство состоит из двух элементов, размещенных один в другом. Верхняя емкость содержит резервуар, в котором установлен судок с пищей и герметичный резервуар, в котором находится одна из реагирующих смесей нагревательного состава. Нижняя емкость включает в себя верхний резервуар, в котором размещена нижняя часть верхней емкости. В этой емкости в ее нижнем резервуаре находится герметичный сосуд со второй реагирующей смесью нагревательного состава. Для начала протекания экзотермической реакции и нагрева пищи реагирующие смеси в резервуарах должны вступить в контакт. При использовании этого устройства необходимо нажать на верхний элемент до упора, при этом крестовина разрежет дно верхнего резервуара и крышку сосуда нижнего резервуара, произойдет смешивание смесей и начнется экзотермическая реакция тепловыделения.

Недостатком этого изобретения является то, что задействование нагревательного устройства осуществляется механическим способом и теплопередача осуществляется только с одной стороны. Соответственно велики теплопотери в окружающую среду и устройство не может обеспечить быстрый подогрев материала.

Известен самонагревающийся контейнер, патент США №4819612, кл. 126-612, 11.04.89). Контейнер для нагревания чая, кофе, супа и т.п. содержит камеру с экзотермическим материалом, выступающую внутри контейнера. Экзотермический материал состоит из смеси окислителя: перманганата калия и горючего материала: порошок железа, ферросилиций и т.д. Теплоизолирующий слой закрывает камеру с экзотермическим материалом. Снаружи контейнера имеется воспламенитель для воспламенения экзотермического материала.

К недостаткам контейнера относится то, что экзотермический материал состоит из компонентов, которые в процессе горения выделяют большое количество газов. Внутренний объем является негерметичным, что приводит к утечке горячих продуктов сгорания.

Известен тепловыделяющий элемент, патент России №2088858, кл. F24J 1/00, F42B 4/00, 27.08.1997).

Сущность изобретения заключается в том, что тепловыделяющий элемент состоит из оболочки и торцевых крышек, внутри которых размещены запальное устройство, запальная смесь и низкоэнергетическая топливная смесь, оболочка выполнена из жаростойкого материала. Дополнительно оболочка тепловыделяющего элемента может быть выполнена в виде радиатора, а одна из торцевых крышек может быть выполнена в виде накидной гайки, с которой совмещено запальное устройство. С помощью запального устройства и воспламенительной смеси поджигают последовательно низкоэнергетический и высокоэнергетический топливный заряд. Фронт горения перемещается от одного торца к другому внутри оболочки. Теплопередача осуществляется с поверхности устройства.

Недостатком изобретения является то, что теплопередача осуществляется только с поверхности устройства, тем самым конструкция исключает возможность его использования.

Наиболее близким по технической сущности и большинству совпадающих признаков технических решений является нагревательное устройство, описанное в патенте России №2015460, кл. F24J 1/00, 1994 г. Оно выбрано в качестве прототипа.

Нагревательное устройство, представленное на фиг.6 в патенте №2015460, пригодно для осуществления равномерного нагрева объекта. Банка (каркас) и тепловыделяющая часть заключены в изолированный контейнер, причем на дне тепловыделяющей части имеется зажигательная часть. В непосредственной близости от зажигательной части расположена воспламенительная часть, состоящая из воспламеняющего агента и полоски тонкой бумаги на конце металлической проволоки, удерживаемой посредством металлического или пластмассового кольца. Задний конец металлической проволоки выходит из контейнера наружу, где он снабжен ручкой для вытаскивания. Оператор захватывает ее и тянет, вызывая зажигание посредством трения воспламенительной части, в результате чего происходит зажигание зажигательной и тепловыделяющей частей и, следовательно, выделение тепла.

Недостатком прототипа является то, что воспламенение осуществляется терочным составом вручную, а также невозможны одновременный прогрев и прокачка материала. Внутренний объем этого устройства, где находится горючая смесь, не может быть герметичным из-за типа выбранной системы воспламенителя. Поэтому высокотемпературные продукты горения будут выходить в окружающую среду.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, обеспечивающего надежный и быстрый подогрев материала в трубопроводе, минимальные теплопотери с поверхности устройства, исключение при горении состава нагревателя газовыделения в окружающую среду. Запуск устройства должен осуществляться дистанционно, например от электровоспламенителя.

Требуемый технический результат достигается в предлагаемом устройстве. Пиротехническое устройство состоит из корпуса, нагревателя из пиротехнического состава и воспламенителя. Отличительной чертой является то, что корпус выполнен в виде патрубка, вставленного в кожух с зазором, образующим щелевую герметичную полость. На патрубок, материал которого обладает высокой теплопроводностью, нанесена пленка или лента из малогазового пиротехнического состава, покрытого фольгой из легкоплавкого металла, например алюминия. Воспламенение осуществляется от электровоспламенителя, который размещен во внешней части кожуха и соединен с щелевой полостью каналом. На кожух устройства с внешней стороны нанесено теплоизоляционное покрытие.

Отличительные признаки обеспечивают нормальное функционирование пиротехнического устройства и позволяют достигнуть требуемых результатов.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство состоит из кожуха 1, патрубка 2, пиронагревателя 3. Пиронагреватель 3 представляет собой пиротехнический малогазовый состав в виде ленты или пленки, который наносится на патрубок 2. Пиронагреватель 3 поджимается к патрубку 2 фольгой из алюминия 4. Фольга 4, имея низкую температуру плавления, предохраняет кожух 1 от перегрева. Одновременно она улучшает теплопередачу от продуктов сгорания к стенке патрубка 2 и соответственно к жидкости 11. Патрубок 2 с пиронагревателем 3 устанавливается в кожух 1 и поджимается крышкой 5. В резьбовое отверстие кожуха 1 вкручивается электровоспламенитель 9. Сверху на кожух наносится теплоизоляционное покрытие 12, которое снижает теплопотери в окружающую среду, аккумулируя его внутри герметичной полости.

Герметичность щелевой полости устройства обеспечивается прокладками 6 и 10, которые поджимаются крышкой 5 и электровоспламенителем 9. Позиции 7 и 8 - герметизирующие кольца. К отверстиям патрубка 2 присоединены трубопроводы 13, через которые подается нагреваемая жидкость.

Пиротехническое устройство работает следующим образом.

При подаче электрического тока в систему инициирования устройства срабатывает электровоспламенитель 9, который проплавляет фольгу 4 и воспламеняет пиронагреватель 3. Продукты сгорания пиронагревателя 3 через стенку патрубка 2 нагревают жидкость 11. Герметичная щелевая полость между кожухом 1 и патрубком 2 за счет герметизирующих прокладок 6, 7, 10 обеспечивает более лучший теплосъем, теплоотдачу подогреваемой жидкости, а также безопасность эксплуатации устройства.

Предлагаемое изобретение испытано в опытных образцах в пиротехническом устройстве для подогрева жидкого углеводородного топлива типа керосина, подаваемого в двигатель. Проведенные испытания подтвердили, что предлагаемое техническое решение обеспечивает стабильный и надежный подогрев топлива в условиях низких температур окружающей среды. Температура подогрева от первоначального значения составляет более 70°С за время 5 секунд.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в устройствах для подогрева в трубопроводе и других жидкостей, а также суспензий, эмульсий, паст и т.д.

1. Пиротехническое устройство для подогрева жидкости в трубопроводе, состоящее из корпуса, нагревателя из пиротехнического состава и воспламенителя, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде патрубка, вставленного в кожух с зазором, образующим щелевую герметичную полость, а на патрубок нанесена пленка или лента из малогазового пиротехнического состава, покрытого фольгой из легкоплавкого металла, например алюминия, при этом воспламенитель с электрической системой инициирования размещен в кожухе и соединен с полостью каналом.

2. Пиротехническое устройство по п.1, отличающееся тем, что патрубок выполнен из материала, обладающего высокой теплопроводностью, а кожух с внешней стороны имеет теплоизоляционное покрытие.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области изготовления тепловых ячеек, предназначенных для встраивания в одноразовые нагревательные обертки. .

Изобретение относится к устройствам для нагрева различных предметов и обеспечивает повышение эффективности использования тепловой энергии, выделившейся в результате протекания экзотермической химической реакции при одновременном обеспечении многофункциональности.

Изобретение относится к одноразовым нагревательным устройствам для продуктов при инициировании экзотермической химической реакции. .

Изобретение относится к теплотехнике и предоставляет методы, приборы и системы, в которых имеет место частичное кипячение жидкости в миниканале или микроканале длиной, по крайней мере, 15 см.

Изобретение относится к использованию тепла экзотермических реакций в качестве источника энергии для нагрева паровой среды. .

Изобретение относится к пищевой промышленности, а более конкретно к устройствам для нагрева пищевых продуктов перед их употреблением теплом, выделяющимся при экзотермической химической реакции между реагентами в твердом и жидком состояниях.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к устройствам для нагрева пищевых продуктов перед их употреблением теплом, выделяемым при экзотермической химической реакции.

Изобретение относится к области химических источников тепла, а конкретно - к материалам для теплопередачи на основе реакции окисления магния. .

Изобретение относится к области химических источников тепла, работающих на основе использования тепловых эффектов химических реакций, в частности к области автономных источников тепла (АИТ), способных обеспечить локальный нагрев до заданной температуры и поддержание ее в течение требуемого промежутка времени.

Изобретение относится к области рыбоводства и предназначено для повышения температуры воды в прудах и установках индустриального типа. .

Изобретение относится к тепловому аккумулятору, в частности к тепловому аккумулятору для регулирования теплового состояния устройства, установленного в космическом аппарате. Также изобретение относится к способу изготовления такого теплового аккумулятора. Аккумулятор содержит сотовый конструкционный элемент (3) с множеством ячеек. Каждая из ячеек заполнена капсулами, вмещающими теплоаккумулирующий материал, и теплопроводящим наполнителем, содержащим теплопроводящий материал и адгезивное вещество и имеющим теплопроводность в диапазоне от 5 до 20 Вт/(м·К). Аккумулятор изготовлен путем введения исходного материала (2), представляющего собой смесь капсул и теплопроводящего наполнителя, в контакт с сотовым конструкционным элементом (3) с закрытием по меньше мере одной поверхности расположения отверстий ячеек элемента (3), прессования исходного материала под давлением 4-10 МПа, заполнения каждой ячейки материалом (2) и затвердевания теплопроводящего наполнителя после заполнения ячеек. В результате может быть получен легкий и недорогой тепловой аккумулятор, обладающий благоприятной теплопроводностью. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение предназначено для разогрева пищи в экстремальных условиях. Технический результат - функционирование устройства в условиях низких температур и повышенной влажности. Устройство для разогрева пищи включает корпус, нагревательные элементы, контейнеры для хранения продуктов и приготовления пищи. Устройство содержит теплоизолирующий материал и термостойкий контейнер, в котором размещен нагревательный элемент и имеется пространство для одной консервной емкости. Контейнеры для хранения продуктов и приготовления пищи изготовлены из термостойких материалов. Нагревательные элементы выполнены из термостойких материалов, при этом внутри нагревательных элементов расположены целлофановые контейнеры с соленой водой и негашеная известь, в верхней части нагревательных элементов выполнены два отверстия, одно из отверстий расположено над целлофановым контейнером с соленой водой и обеспечивает возможность прорыва целлофанового контейнера с соленой водой пикой. Отверстия выполнены с возможностью их заклеивания во избежание неконтролируемой реакции гашения извести. 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам обогрева тела. Парогенерирующее устройство содержит парогенерирующий элемент, заключающий в себе окисляющийся металл и высвобождающий пар в сопровождении тепловыделения за счет окисления металла. Устройство содержит аналог капсаицина и ментол в массовом соотношении аналог капсаицина/ментол, составляющем от 1/300 до 1/20000, первый элемент, приспособленный для приведения в непосредственный контакт с кожей пользователя, и второй элемент, не приспособленный для приведения в непосредственный контакт с кожей пользователя, при этом аналог капсаицина присутствует в первом элементе, а ментол присутствует во втором элементе. Использование изобретения позволяет получить умеренное согревающее действие с пониженным ощущением раздражения. 9 з.п.ф-лы, 4 ил., 2 табл, 13 пр.
Наверх