Кавитатор для тепловыделения в жидкости


 


Владельцы патента RU 2619665:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)

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.
Наверх