Кавитатор для тепловыделения в жидкости

Изобретение относится к области теплоэнергетики, где может быть использовано в качестве источника теплоты для систем централизованного и индивидуального теплоснабжения с жидкостным теплоносителем. Сущность изобретения заключается в том, что кавитатор для тепловыделения в жидкости включает корпус с установленной в нем осевой трубкой Вентури, перед которой, по ходу движения жидкости, расположен ударный клапан и боковые трубки Вентури. Корпус представлен полой трубой со сквозным каналом в стенке, соединенным с гидроаккумулятором. Ударный клапан имеет три степени свободы относительно корпуса, а осевая трубка Вентури расположена вдоль горизонтальной оси Н-образной цилиндрической катушки, установленной в корпусе. В торце Н-образной цилиндрической катушки со стороны ударного клапана выполнены сквозные отверстия, а в противоположном ее торце расположены боковые трубки Вентури. Кавитатор содержит обратный клапан, выполненный в виде диска, который поджат к сквозным отверстиям возвратной пружиной, установленной в распор между торцами Н-образной цилиндрической катушки. Ударный клапан зажат между большой конической пружиной, закрепленной основанием в торце осевой трубки Вентури соосно с ней, и малой конической пружиной, закрепленной в стопорном кольце, жестко установленной в корпусе. Изобретение позволяет повысить надежность работы кавитатора за счет минимизации механического трения движущихся составных частей при обеспечении возможности стабилизации процесса кавитации в жидкости. 1 ил.

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, где может быть использовано в качестве источника теплоты для систем централизованного и индивидуального теплоснабжения с жидкостным теплоносителем.

Известен кавитатор для тепловыделения в жидкости, содержащий цилиндрический корпус с соосно расположенной с ним трубкой Вентури с установленной на ней вставкой, перед которой со стороны набегающего потока на трубке Вентури установлен с возможностью вращения шнек. Вставка со стороны выхода потока выполнена выступающей за пределы трубки Вентури и на ее наружной поверхности выполнены продольные пазы, открытые со стороны шнека, а с противоположной стороны - сообщающиеся посредством отверстий с выходной поверхностью вставки (RU 2126117, МПК F24J 3/00, опубл. 10.02.1999).

Среди недостатков известной конструкции следует отметить относительно низкую эффективность работы и малую надежность работы устройства, обусловленные наличием механического трения крыльчатки при ее вращении и необходимостью поддержания значительного располагаемого напора жидкости на входе (для достижения скоростей кавитации).

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является кавитатор для тепловыделения в жидкости, включающий корпус и установленную в нем осевую трубку Вентури, перед осевой трубкой Вентури по ходу движения жидкости установлен ударный клапан, жестко соединенный со штоком регулируемой длины за счет установленных на нем гаек и вставленный во втулку, запрессованную в перегородку со сквозными профилированными отверстиями, расположенную перед входом жидкости, вокруг осевой трубки Вентури диаметрально расположены дополнительные трубки Вентури (RU 99123, МПК F24J 3/00, опубл. 10.11.2010).

Недостаток известного устройства заключается в относительной сложности и низкой надежности конструкции, обусловленной наличием трения штока ударного клапана о втулку при его возвратно-поступательном движении, а также относительно малую эффективность работы, характеризующуюся непостоянством процесса кавитации жидкости в радиально расположенных дополнительных трубках Вентури при неконтролируемо изменяющихся гидравлических характеристиках движущегося потока в момент гидравлического удара.

Технический результат заключается в повышении надежности работы кавитатора за счет минимизации механического трения движущихся составных частей при обеспечении возможности стабилизации процесса кавитации в жидкости.

Сущность изобретения заключается в том, что кавитатор для тепловыделения в жидкости включает корпус с установленной в нем осевой трубкой Вентури, перед которой, по ходу движения жидкости, расположен ударный клапан и боковые трубки Вентури. Корпус представлен полой трубой со сквозным каналом в стенке, соединенным с гидроаккумулятором. Ударный клапан имеет три степени свободы относительно корпуса, а осевая трубка Вентури расположена вдоль горизонтальной оси Н-образной цилиндрической катушки, установленной в корпусе. В торце Н-образной цилиндрической катушки со стороны ударного клапана выполнены сквозные отверстия, а в противоположном ее торце расположены боковые трубки Вентури. Обратный клапан, выполненный в виде диска, поджат к сквозным отверстиям возвратной пружиной, установленной в распор между торцами Н-образной цилиндрической катушки. Ударный клапан зажат между большой конической пружиной, закрепленной основанием в торце осевой трубки Вентури соосно с ней, и малой конической пружиной, закрепленной в стопорном кольце, жестко установленной в корпусе. Форма и размер ударного клапана, а также расположение сквозных отверстий в торце Н-образной цилиндрической катушки выполнены с возможностью обеспечения поступления жидкости через обратный клапан при закрытом ударном клапане.

Кавитатор для тепловыделения в жидкости включает корпус 1 с установленной в нем осевой трубкой Вентури 2, перед которой, по ходу движения жидкости, расположен ударный клапан 3 и боковые трубки Вентури 4. Корпус 1 представлен полой трубой со сквозным каналом 5 в стенке, соединенным с гидроаккумулятором 6. Ударный клапан 3 выполнен с тремя степенями свободы относительно корпуса 1. Осевая трубка Вентури 2 расположена вдоль горизонтальной оси Н-образной цилиндрической катушки 7, установленной в корпусе 1. В торце Н-образной цилиндрической катушки 7 со стороны ударного клапана 3 выполнены сквозные отверстия 8, в ее противоположном торце расположены боковые трубки Вентури 4. Обратный клапан 9, выполненный в виде диска, поджат к сквозным отверстиям 8 возвратной пружиной 10, установленной в распор между торцами Н-образной катушки 7. Ударный клапан 3 зажат между большой конической пружиной 11, закрепленной основанием в торце осевой трубки Вентури 2 соосно с ней, и малой конической пружиной 12, закрепленной в стопорном кольце 13, жестко установленном в корпусе 1. Форма и размер ударного клапана 3, а также расположение сквозных отверстий 8 в торце Н-образной цилиндрической катушки выполнены с возможностью обеспечения поступления жидкости через обратный клапан 9 при закрытом ударном клапане 3.

Кавитатор для тепловыделения в жидкости работает следующим образом.

Со стороны расположения ударного клапана 3 в корпус 1 осуществляют подачу холодной жидкости, подлежащей нагреву, а со стороны расположения боковых трубок Вентури 4 от корпуса 1 устройства осуществляют отбор нагретой жидкости для удовлетворения различной тепловой нагрузки (тепловая нагрузка на рисунке не представлена). При известном значении скорости истечения жидкости через осевую трубку Вентури 2, в которой происходит ее кавитация, сопровождающаяся выделением тепла, ударный узел 3 увлекается движущимся потоком и закрывается. В этот момент времени кавитация в осевой трубке Вентури 2 прекращается, а со стороны закрытого ударного клапана 3 возникает импульс количества движения холодной жидкости, который, в фазу положительной волны гидравлического удара, обеспечит ее поступление через сквозные отверстия 8 и обратный клапан 9 в полость, образованную корпусом 1, Н-образной цилиндрической катушкой 7, сквозным каналом 5 и гидроаккумулятором 6, откуда холодная жидкость поступает в боковые трубки Вентури 4 для последующего подогрева. Когда положительная волна гидравлического удара сменится отрицательной, возвратная пружина 10, прижимая обратный клапан 9, закроет проходное сечение сквозных отверстий 8, сохраняя запасенное избыточное давление в гидроаккумуляторе 6, откроется ударный клапан 3 и будет происходить подогрев холодной жидкости, теперь уже, и в осевой трубке Вентури 2, одновременно с подогревом холодной жидкости, вытесняемой гидроаккумулятором 6 в боковые трубки Вентури 4. Движение ударного клапана 3 на открытие и закрытие относительно корпуса 1 происходит при сжатии-растяжении малой конической пружины 12 и большой конической пружины 11, между которым зажат ударный клапан 3. Центрирование малой конической пружины 12 в корпусе 1 обеспечивается за счет стопорного кольца 13, жестко закрепленного в корпусе 1. Использование этих двух (большой 11 и малой 12) конических пружин позволяет обеспечить движение ударного клапана 3 в трех степенях свободы относительно корпуса 1 и исключить механическое трение ударного клапан 3 о направляющие его вспомогательные устройства, которые в предлагаемом техническом решении отсутствуют.

По сравнению с известным решением предлагаемое обеспечивает относительно больший коэффициент преобразования кинетической энергии жидкости в тепловую энергию при стабилизации процесса кавитации и повышении надежности работы устройства за счет минимизации механического трения движущихся составных частей.

Кавитатор для тепловыделения в жидкости, включающий корпус с установленной в нем осевой трубкой Вентури, перед которой, по ходу движения жидкости, расположен ударный клапан и боковые трубки Вентури, отличающийся тем, что корпус представлен полой трубой со сквозным каналом в стенке, соединенным с гидроаккумулятором, ударный клапан имеет три степени свободы относительно корпуса, а осевая трубка Вентури расположена вдоль горизонтальной оси Н-образной цилиндрической катушки, установленной в корпусе, причем в торце Н-образной цилиндрической катушки со стороны ударного клапана выполнены сквозные отверстия, а в противоположном ее торце расположены боковые трубки Вентури, обратный клапан, выполненный в виде диска, поджат к сквозным отверстиям возвратной пружиной, установленной в распор между торцами Н-образной цилиндрической катушки, ударный клапан зажат между большой конической пружиной, закрепленной основанием в торце осевой трубки Вентури соосно с ней, и малой конической пружиной, закрепленной в стопорном кольце, жестко установленной в корпусе, при этом форма и размер ударного клапана, а также расположение сквозных отверстий в торце Н-образной цилиндрической катушки выполнены с возможностью обеспечения поступления жидкости через обратный клапан при закрытом ударном клапане.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для нагрева жидкостей путем создания потоковой гидродинамической кавитации в проточной жидкой среде. Устройство относится к теплоэнергетике и может применяться для обогрева жилых и производственных помещений, для горячего водоснабжения, приготовления эмульсий, суспензий, диспергирования различных материалов, обеззараживания жидкостей и жидких пищевых продуктов, для обеззараживания воды на очистных сооружениях, в плавательных бассейнах, улучшения качества дизельного и бензинового топлива, приготовления структурированной воды для рыборазводных заводов, замачивания семян и полива растений, а также для приготовления структурированной воды для сельскохозяйственных животных.

Изобретение относится к агрегатированию ветродвигателей с теплогенератором. Оппозитный ветротеплогенератор, в котором теплогенератор расположен между двумя однотипными роторными ветродвигателями, валы которых сочленены с осями верхнего и нижнего однотипных соосных многоцилиндровых роторов теплогенератора.

Изобретение относится к теплогенераторам кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения, а также может быть использовано в качестве смесителей различных жидкостей, диспергирования, разрушения молекулярных связей в сложных жидкостях, изменения физико-механических свойств жидкостей.

Изобретение относится к области теплоэлектроэнергетики. Микротеплоэлектроцентраль представляет собой единый модуль, собранный на базе энергоемкого высокотемпературного теплоаккумулятора с гибридной системой нагрева от возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в основном солнечной и ветровой.

Изобретение относится к теплогенераторам кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения. В вихревом кавитаторе, содержащем вихревую камеру с двумя патрубками, у каждого из которых в камере имеется язык на слиянии входного и вращающегося потоков, корпус в виде трубы, вихревая камера разделена диафрагмой с образованием двух встречных соосных улиток, одна из которых через патрубок соединена с входным отверстием корпуса, что позволяет вихревое движение жидкости в корпусе выпрямить и превратить в линейное, осевое и существенно снизить энергетические затраты.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для получения тепловой энергии, вырабатываемой в ходе аэробных процессов. Энергетический модуль может также использоваться в качестве независимого теплового блока системы отопления здания.

Изобретение относится к теплогенераторам кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения, а также может быть использовано в качестве смесителей различных жидкостей.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения горячей воды. Предложен турбороторный генератор, содержащий корпус, два входных канала, один выпускной канал по центру устройства, цилиндрическую полость, внутри которой на основном и дополнительном валу с зазором установлены роторы в виде дисков с возможностью встречного вращения.

Изобретение относится к теплогенераторам кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения, а также может быть использовано в качестве смесителей различных жидкостей.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в теплогенераторах кавитационного типа для разогрева жидкостей в гидросистемах различного назначения, а также в качестве смесителей различных жидкостей.

Изобретение относится к нетрадиционной энергетике для обеспечения бесперебойного теплоснабжения объектов от ветровой энергии. Ветротепловой преобразователь-накопитель, имеющий корпус с конфузором, турбину в виде усеченного конуса с желобчатыми лопастями и вертикальной осью, а также вторичный, связанный с теплоаккумулятором, аэро- либо гидродинамический преобразователь энергии с автоматически меняющимся углом наклона лопастей. Корпус выполнен в виде улитки, боковые стенки конфузора установлены на шарнирах и подпружинены, а на стороне конфузора, примыкающей к улитке, имеются магнитные защелки, при этом выходной канал выполнен в виде раструба, имеющего каркас с оболочкой со стороны набегающего ветрового потока. Изобретение направлено на стабильный нагрев помещений при максимальном коэффициенте использования энергии ветра. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева жидких сред в системах жидкостного отопления помещений. Устройство для получения тепловой энергии содержит корпус с двумя боковыми крышками, подключенный к электродвигателю вал и установленные на валу рабочие колеса, в которых выполнены сквозные отверстия, сообщающиеся с щелевыми пазами, выполненными на поверхности обода рабочих колес. Устройство имеет по меньшей мере одно выходное отверстие. Входное отверстие выполнено на оси симметрии боковой крышки корпуса, противоположной месту установки электродвигателя. Вал выполнен полым с открытым торцом с возможностью протекания через него рабочей жидкости, поступающей в вал через входное отверстие, и механически сопряжен с боковой крышкой корпуса, противоположной месту установки электродвигателя, так, что открытый торец вала расположен напротив входного отверстия, а в центральной по длине зоне вала выполнены дополнительные отверстия для сообщения внутренней полости вала с рабочей камерой корпуса. В устройстве значительно снижен вес, исключены потери энергии в подшипниках и соединительной муфте, исключена необходимость использования мощного электродвигателя, что обеспечивает повышение КПД. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Устройство для нагрева текучей среды, содержащее насос, трубопровод, присоединенный к насосу и обеспечивающий сообщение по текучей среде из насоса, и отверстие в трубопроводе. При использовании насос содержит текучую среду. Первая часть текучей среды накачивается в трубопровод, а вторая часть текучей среды остается в насосе. Отверстие ограничивает поток первой части текучей среды в трубопроводе. Вторая часть текучей среды нагревается вследствие трения между второй частью текучей среды и насосом. Также описан способ нагрева текучей среды. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента полезного действия, уменьшение расхода топлива. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к автономному воздушному отоплению, в частности к воздухонагревательным устройствам смесительного типа, может использоваться для подачи нагретого воздуха в производственные и жилые помещения, например в агрегатные и обслуживающие помещения газоперекачивающей станции. Агрегат воздухонагревательный содержит воздухозаборное устройство, блок нагрева с хотя бы одним воздухонагревателем смесительного типа, вентиляционный блок с хотя бы одним вентилятором, нагнетательный блок. Теплообменник воздухонагревателя выполнен в виде горизонтально ориентированного корпуса каплеобразной формы в сечении, над теплообменником с зазором установлена направляющая пластина, огибающая наружную поверхность теплообменника, теплообменник установлен с образованием зазора между его боковыми сторонами и боковыми стенками блока нагрева, в воздухонагревателе установлена горелка предварительного смешения, после воздухозаборного устройства расположен блок фильтров. Обеспечивает повышение эффективности нагрева и качества поступающего в нагреваемые помещения воздуха. 3 ил.

Область применения: теплотехника. Проточный нагреватель роторного типа содержит электродвигатель 1, примыкающий к герметичной емкости 2 с жидкостью, которая снабжена входным каналом 3 и выходным каналом 4, и содержит неподвижный корпус 5 с цилиндрической полостью 6, размещенной между оппозитно расположенными рабочими внутренними поверхностями корпуса 5. В цилиндрической полости 6 на валу электродвигателя 1 установлен ротор, выполненный в виде диска 8 с рабочими поверхностями. На рабочих поверхностях диска 8 и рабочих поверхностях корпуса 5 размещены элементы для генерирования процесса кавитации в рабочем объеме жидкости, заполняющей цилиндрическую полость 6. Каждый элемент для генерирования процесса кавитации выполнен в виде сопла, тангенциально расположенного относительно оси вращения ротора и установленного на соответствующей рабочей поверхности диска 8 на расстоянии (Ai) и на соответствующей рабочей поверхности корпуса 5 на расстоянии (A'i) от оси ротора. Технический результат: обеспечение высоких эксплуатационных показателей проточного нагревателя роторного типа за счет повышения его мощности и надежности. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к способам нагрева жидкости и получения пара с помощью устройства без сжигания топлива и источника внешнего тепла. В предлагаемом способе и устройстве для получения пара и тепловой энергии используется гидродинамическое (гидромеханическое) воздействие на жидкость в результате формирования в устройстве высокоскоростного вращающегося гидродинамического потока, в котором создаются условия для многочисленных локальных разрывов потока жидкости и возникновения в ней микрополостей с происходящими в них интенсивными процессами скоростной механической кавитации. При этом в жидкости генерируются вакуумные «пузырьки», которые мгновенно схлопываются. При схлопывании сферической вакуумной полости пузырьков давление в них резко возрастает, как при взрыве, вызывая многочисленные внутренние взрывы в жидкости, направленные внутрь кавитационных пузырьков с образованием ударных волн, что приводит к излучению импульсов сжатия, образуя микрозоны с большими перепадами давления. Жидкость многократно, с большой частотой, меняет свое агрегатное состояние - мгновенно испаряется, а затем мгновенно конденсируется и в результате этого интенсивно нагревается. То есть нагрев жидкости происходит совершенно по иному принципу: источник внешнего тепла отсутствует, нет и поверхности теплопередачи, поскольку тепло образуется непосредственно внутри жидкости и там же остается. Процесс нагрева происходит «внутри жидкости» с минимальными теплопотерями. При этом жидкость, находясь под определенным избыточным давлением, вызванном центробежной силой, возникающей при вращении, значительно «перегревается» и при определенных условиях превращается в пар. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, где может быть использовано в качестве источника теплоты для систем централизованного и индивидуального теплоснабжения с жидкостным теплоносителем. Сущность изобретения заключается в том, что кавитатор для тепловыделения в жидкости включает корпус с установленной в нем осевой трубкой Вентури, перед которой, по ходу движения жидкости, расположен ударный клапан и боковые трубки Вентури. Корпус представлен полой трубой со сквозным каналом в стенке, соединенным с гидроаккумулятором. Ударный клапан имеет три степени свободы относительно корпуса, а осевая трубка Вентури расположена вдоль горизонтальной оси Н-образной цилиндрической катушки, установленной в корпусе. В торце Н-образной цилиндрической катушки со стороны ударного клапана выполнены сквозные отверстия, а в противоположном ее торце расположены боковые трубки Вентури. Кавитатор содержит обратный клапан, выполненный в виде диска, который поджат к сквозным отверстиям возвратной пружиной, установленной в распор между торцами Н-образной цилиндрической катушки. Ударный клапан зажат между большой конической пружиной, закрепленной основанием в торце осевой трубки Вентури соосно с ней, и малой конической пружиной, закрепленной в стопорном кольце, жестко установленной в корпусе. Изобретение позволяет повысить надежность работы кавитатора за счет минимизации механического трения движущихся составных частей при обеспечении возможности стабилизации процесса кавитации в жидкости. 1 ил.

Наверх