Импульсный нагнетатель-теплообменник

Авторы патента:

F28F27/00 - Регулирующие устройства для теплообменных и теплопередающих аппаратов

F28D7/00 - Теплообменные аппараты с неподвижными трубчатыми каналами для двух теплоносителей, причем оба теплоносителя контактируют с разделяющими стенками канала

Владельцы патента RU 2702064:

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

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах теплоснабжения для осуществления теплопередачи и трансформации напора между рабочей и нагнетаемой средами. Сущность изобретения заключается в том, что импульсный нагнетатель-теплообменник включает полый корпус, входной патрубок рабочей среды, обратные клапаны входа и выхода нагнетаемой среды, выходной патрубок рабочей среды, содержит коллекторы входа, выхода нагнетаемой среды, подключенные с одной стороны к патрубкам входа, выхода нагнетаемой среды, а с другой посредством быстросъемных резьбовых соединений к медным конвертам, которые установлены в полом корпусе и имеют демпфирующие элементы, выполненные из виброгасящего материала. Полый корпус имеет крышку, присоединенную к нему посредством шпилек, а на выходном патрубке рабочей среды установлен ударный узел. Изобретение позволяет повысить эффективность работы и коэффициента теплопередачи импульсного нагнетателя-теплообменника за счет использования дросселируемого располагаемого напора. 1 ил.

Известен теплообменник, включающий содержащий внешнюю трубу с подводящим и отводящим патрубками греющей среды и вставленную в нее внутреннюю трубу с подводящим и отводящим патрубками нагреваемой среды, в межтрубном пространстве внешней трубы установлены вставки, выполненные в виде тепловых труб, которые ступенчато расположены по длине внешней трубы с образованием ходов в межтрубном пространстве и введены во внутреннюю трубу с перекрытием не менее половины ее сечения (RU 2563946, МПК F28D 7/00, опубл. 27.09.2015).

Среди недостатков данной конструкции следует отметить то, что устройство теплообменника характеризуется относительно малой эффективностью, склонностью к образованию отложений и отсутствием эффекта самоочищения внутренних пространств циркуляции теплоносителей.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является импульсный нагнетатель-теплообменник, включающий полый корпус, разделенный посредством диафрагмы на две гидравлически изолированные зоны, первая из которых соединена с входным патрубком рабочей среды, а вторая с обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды, между полым корпусом и диафрагмой установлена пружина, выходной патрубок рабочей среды включен в первую гидравлически изолированную зону полого корпуса, пространство для циркуляции рабочей среды от входного патрубка к выходному патрубку выполнено в форме профилированного канала, закрученного по спирали и утопленного по высоте в первую гидравлически изолированную зону полого корпуса. Сверху профилированный канал закрыт дном диафрагмы, которое выполнено из пластины высокотеплопроводящего материала (RU 167942, МПК F24D 3/00, F28D 9/04, F04D 7/00 опубл. 12.01.2017).

Устройство известного импульсного нагнетателя-теплообменника имеет относительно сложною конструкцию, склонность диафрагмы к разрыву, в результате чего может наступить случай аварийного смешивания рабочей и нагнетаемой сред, характеризуется относительно низкой эффективностью использования положительной волны гидравлического удара.

Технический результат заключается в повышении эффективности работы и коэффициента теплопередачи импульсного нагнетателя-теплообменника за счет использования дросселируемого располагаемого напора.

Сущность изобретения заключается в том, что импульсный нагнетатель-теплообменник включает полый корпус, входной патрубок рабочей среды, обратные клапана входа и выхода нагнетаемой среды, выходной патрубок рабочей среды, содержит коллектора входа, выхода нагнетаемой среды, подключенные с одной стороны к патрубкам входа, выхода нагнетаемой среды, а с другой посредствам быстросъемных резьбовых соединений к медным конвертам, которые установлены в полом корпусе и имеют демпфирующие элементы, выполненные из виброгасящего материала. Полый корпус имеет крышку, присоединенную к нему посредствам шпилек, а на выходном патрубке рабочей среды установлен ударный узел.

На чертеже представлен импульсный нагнетатель-теплообменник.

Импульсный нагнетатель-теплообменник, включающий полый корпус 1, к торцевой стороне которого, жестко соединен входной 2 патрубок рабочей среды, обратные клапана входа 3 и выхода 4 нагнетаемой среды, выходной 5 патрубок рабочей среды, коллектора входа, выхода 6, 7 нагнетаемой среды соединенные с наружной стороны с патрубками входа 8, выхода 9 нагнетаемой среды, а с внутренней при помощи быстросъемных резьбовых соединений 10, 11 с медными конвертами 12, которые имеют демпфирующие элементы 13, крышку 14, закрепленную при помощи шпилек 15 и ударный узел 16.

В заявленном изобретении могут быть использованы ударные узлы, например известные из патентов RU 177025, МПК F15B 21/12, F24D 3/02 опубл. 06.02.2018, RU 183591, МПК F15B 21/12, F24D 3/02 опубл. 29.09.2018.

Импульсный нагнетатель-теплообменник работает следующим образом. Перед началом работы медные конверты 12 заполняются нагнетаемой средой по цепи: обратный клапан входа 3, парубок входа 8, коллектор входа 6, медные конверты 12, коллектор выхода 7, патрубок выхода 9, обратный клапан выхода 4. По окончании процесса заполнения конвертов 12 в них устанавливается определенное давление. Далее во внутренний объем полого корпуса 1 через входной патрубок 2 подается рабочая жидкость, когда он заполнится, то рабочая жидкость будет вытекать через выходной патрубок рабочей среды 5 и через ударный узел 16. Внутри полого корпуса установится давление меньшее, чем в медных конвертах. После этого вводится в работу ударный узел 16, который резко прерывает поток рабочей среды с образованием гидроудара. При этом кинетическая энергия потока рабочей среды переходит в потенциальную с многократным увеличением давления. Далее накопленная потенциальная при обратной волне гидроудара передается потоку в обратном направлении, и он воздействует на поверхности медных конвертов с вытеснением нагнетаемой среды через патрубок выхода 9 нагнетаемой среды и обратный клапан 4. Дальнейшая работа ударного узла 16 приводит к восстановлению потока и медные конверты за счет более высокого внутреннего давления в них восстанавливают исходное состояние, соприкасаясь с крышкой корпуса 14, притянутую шпильками 15 через демпфирующие элементы 13, при этом внутренние полости медных конвертов через обратный клапан входа 3 и входной патрубок 8 нагнетаемой среды, заполняются нагнетаемой средой. В последующем процесс повторяется, при этом происходит пульсирующая циркуляция нагнетаемой среды, способствующая интенсификации теплопередачи между средами. Для обеспечения компактности конструкции в нагнетателе-теплообменнике применяются несколько медных конвертов 12 легко соединяемых с коллекторами входа 6, выхода 7 нагнетаемой среды при помощи быстросъемных резьбовых соединений 10, 11. Производительность нагнетателя-теплообменника и интенсификация теплопередачи зависит от типа сред, перепада давлений между средами и частоты прерывания потока. Наибольшая эффективность нагнетателя-теплообменника находится в полосе частот от 1 до 2 Гц.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет повысить эффективность работы и коэффициент теплопередачи импульсного нагнетателя-теплообменника за счет использования дросселируемого располагаемого напора.

Импульсный нагнетатель-теплообменник, включающий полый корпус, входной патрубок рабочей среды, обратные клапаны входа и выхода нагнетаемой среды, выходной патрубок рабочей среды, отличающийся тем, что содержит коллекторы входа и выхода нагнетаемой среды, подключенные с одной стороны к патрубкам входа, выхода нагнетаемой среды, а с другой посредством быстросъемных резьбовых соединений к медным конвертам, которые установлены в полом корпусе и имеют демпфирующие элементы, выполненные из виброгасящего материала, дополнительно полый корпус имеет крышку, присоединенную к нему посредством шпилек, а на выходном патрубке рабочей среды установлен ударный узел.

Изобретение применяется в качестве системы подпитки и заполнения систем теплоснабжения, отопления, холодоснабжения и вентиляции. Автоматическая установка поддержания давления и заполнения включает насосный модуль, содержащий от двух до четырех насосов, на всасывающей линии каждого насоса предусматривается запорный кран, на напорной линии - обратный клапан и запорный кран, всасывающие линии и напорные линии насосов объединены во всасывающий и напорный коллекторы, а также линию перепуска для слива части воды из системы в безнапорный расширительный бак при повышении давления, состоящую из запорного шарового крана, фильтра, ручных балансировочных клапанов и электромагнитных клапанов, а для пополнения безнапорного расширительного бака имеется ответвление с водосчетчиком, ручным балансировочным клапаном и электромагнитным клапаном, линию подпитки, содержащую трехходовой кран, узел запорно-регулирующего клапана, состоящего из запорно-регулирующего клапана и(или) запорного крана, штуцера для манометра и датчика давления, безнапорный расширительный бак, снабженный устройством измерения количества воды и мембраной, шкаф управления, содержащий контроллер, пускатели, автоматы защиты двигателя.

Способ (варианты) и система предварительного прогрева силового агрегата транспортного средства // 2689501

Изобретение относится к прогреву силового агрегата транспортного средства. Раскрыты способы и системы прогрева транспортного средства, содержащие перед запуском двигателя и когда температура силового агрегата транспортного средства ниже наружной температуры: нагревание хладагента путем его циркуляции через радиатор, электрический вентилятор которого приведен в действие для втягивания теплого наружного воздуха с целью нагревания указанного хладагента, и пропускание указанного нагретого хладагента через силовой агрегат.

Теплообменник и газотурбинный двигатель, содержащий такой теплообменник // 2689238

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано, в частности, для охлаждения текучей среды во вторичном проточном тракте многоконтурного турбореактивного двигателя.

Система автоматического управления аппаратом воздушного охлаждения природного газа // 2684767

Изобретение относится к аппаратам воздушного охлаждения природного газа и может использоваться, в частности, для охлаждения газа после компримирования на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Теплообменник, включающая теплообменник реакторная система и способ термостатирования реактора // 2676167

В заявке описан теплообменник (1), включающий пучок по меньшей мере из двух трубок (3) теплообменника, причем пучок (3) трубок теплообменника размещен вертикально и снизу закрыт трубной решеткой (31) теплообменника, кожух (5) теплообменника, окружающий пучок трубок (3) теплообменника, причем пучок трубок (3) теплообменника омывается в кожухе (5) теплообменника жидким теплоносителем (7), крышку (9) теплообменника, закрывающую кожух (5) теплообменника сверху, днище (11) теплообменника, закрывающее кожух (5) теплообменника снизу, питающий трубопровод (13), предназначенный для подачи теплоносителя (7) в кожух (5) теплообменника (1), предусмотренный на кожухе (5) теплообменника питающий трубопровод (13), предназначенный для подачи теплоносителя (7) в теплообменник (1), и расположенный вблизи крышки (9) теплообменника патрубок снятия аварийной нагрузки (17).

Теплообменный аппарат с саморегулируемой площадью поверхности нагрева // 2671610

Теплообменный аппарат с саморегулируемой площадью поверхности нагрева, включающий в себя впускной штуцер, полость "А", поршень, корпус, пружину, полость "В", упорную пластину с отверстием, сливной штуцер, внутреннюю и наружную манжету, выпускной штуцер, трубку(и) нагревателя, крышку, нижнюю и верхнюю гайки, нагревающую поверхность, регулировочную гайку, шток, провод.

Система терморегулирования на базе двухфазного теплового контура // 2667249

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к системам терморегулирования на базе двухфазного теплопередающего контура в виде замкнутой испарительно-конденсационной системы с капиллярным насосом, и может быть использовано в различных теплопередающих устройствах, применяемых в космической и других областях техники с целью охлаждения оборудования в условиях повышенных требований к расстоянию тепломассопереноса и величине передаваемой тепловой нагрузки.

Устройство и способ управления открытием клапана в системе hvac // 2660721

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в системах нагрева, вентиляции и кондиционирования воздуха. Для управления открытием клапана (10) в системе (100) HVAC для регулировки расхода текучей среды через устройство (2) обмена тепловой энергией системы (100) HVAC и регулировки величины энергии , которой обменивается устройство (2) обмена тепловой энергией, определяют расход через клапан (10) и разность температур между температурой притока текучей среды, поступающей в устройство (2) обмена тепловой энергией, и температурой возврата текучей среды, покидающей устройство (2) обмена тепловой энергией.

Активное управление подводными охладителями // 2636073

Изобретение относится к системе охлаждения. Система подводного охлаждения потока в скважине посредством морской воды содержит вход (А) и выход (В), а также по меньшей мере первый охладитель и второй охладитель .

Способ эксплуатации теплообменника и установка hvac для осуществления способа // 2632070

Объектом изобретения является способ эксплуатации теплообменника (15), через который на первичной стороне протекает теплоноситель, который входит в теплообменник (15) с первой температурой (Т1, TWein) и выходит из него со второй температурой (T2, TWaus), на вторичной стороне в случае обогрева отдает протекающей через теплообменник (15) вторичной среде тепловой поток , а в случае охлаждения отбирает тепловой поток у вторичной среды, которая входит в теплообменник (15) с третьей температурой (T3, TLein) и снова выходит из него с четвертой температурой (T4, TLaus), причем теплообменник (15) может передавать максимальный тепловой поток .

Теплообменный аппарат // 2701971

Теплообменный аппарат, изготовленный с использованием аддитивных технологий (3D печати), содержит теплопередающий блок, состоящий из основного и двух концевых участков.

Теплообменник // 2701788

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в конструкциях емкостных рекуперативных теплообменных аппаратов поверхностного типа - преимущественно водоводяных подогревателей в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Теплообменник // 2700311

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, коммунального и сельского хозяйства, преимущественно в промышленных биогазовых установках.

Трубчатый теплообменник // 2699851

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в области турбиностроения, а также в энергетике и двигателестроении для использования в составе осесимметричных конструкций, таких как авиационные газотурбинные двигатели и энергоустановки.

Противоточный рекуператор для высокоэффективного теплообмена // 2697692

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в рекуперативных теплообменных аппаратах. В противоточном рекуператоре для высокоэффективного теплообмена, состоящем из внутренней(-их) и внешней труб произвольной формы сечения, находящихся одна(-и) в другой, а также подводящих и отводящих коллекторов к ним для горячего и холодного теплоносителей, трубы состоят из теплопроводящих трубных отрезков и расположенных между ними теплоизолирующих прокладок, препятствующих распространению тепла вдоль труб, причем его внешняя труба либо дополнительно теплоизолирована снаружи, либо полностью выполнена из теплоизолирующего материала.

Способ определения жесткости теплообменника с пучком труб и способ его изготовления // 2696527

Способ определения жесткости теплообменника (1) с пучком труб, который включает трубу-сердечник (2) и змеевиковые трубы (3), навитые вокруг трубы-сердечника (2) с образованием пучка труб, причем змеевиковые трубы (3) навиты в несколько слоев (5, 6) змеевика и при соответствующем угле (α) навивки слоя вокруг трубы-сердечника (2), включающий следующие стадии: определение геометрического параметра прочности соответствующего слоя (5) змеевика, где геометрический параметр прочности включает отношение площади (Аr) поперечного сечения змеевиковой трубы к площади (Ар) поперечного сечения ячейки, где площадь (Ар) поперечного сечения ячейки получена из осевого расстояния (Т) змеевиковых труб (3) и внешнего диаметра (da) змеевиковых труб (3); корректировка отношения площадей с помощью поправочного коэффициента с целью учета ориентации змеевиковых труб (3) соответствующего слоя змеевика относительно силы тяжести (Fg), действующей на змеевиковые трубы; и определение жесткости соответствующего слоя (5) змеевика в зависимости от скорректированного отношения площадей и модуля упругости материала змеевиковой трубы.

Теплообменный аппарат // 2690308

Изобретение относится к области теплообменного оборудования, используемого в различных отраслях промышленности, в частности к змеевиковым теплообменникам, которые могут быть применены в системах аварийного расхолаживания ядерных энергетических установок.

Теплообменник // 2689262

Описан теплообменник, содержащий сосуд для холодильного агента, при этом указанный сосуд имеет камеру, ограниченную поверхностью стенок сосуда, а также содержит впускной патрубок и выпускной патрубок для транспортировки холодильного агента в указанную внутреннюю камеру и из нее.

Теплообменный аппарат // 2687549

Теплообменный аппарат, изготовленный с использованием аддитивных технологий (3D печати), содержит корпус, патрубки подвода и отвода теплообменивающихся сред, теплопередающий блок с продольно ориентированными и имеющими общие стенки каналами, причем на каждом конце теплопередающего блока каналы одной среды выступают относительно торцов каналов другой среды, при этом концы выступающих каналов являются частями трубных решеток, которые вместе со смежными им торцами каналов образуют полости.

Теплообменник // 2686540

Раскрыт сосуд для размещения холодильного агента, содержащий внутреннюю стенку и внешнюю стенку, выполненные концентрическими и образующие внутреннее пространство, ограниченное внутренней стенкой и внешней стенкой; впускной патрубок и выпускной патрубок для транспортировки холодильного агента в указанное внутреннее пространство и из него; трубку в указанном внутреннем пространстве, совершающую витки вокруг внутренней стенки; впускную трубку, соединенную с возможностью перетекания жидкости с указанным внутренним пространством и выполненную с возможностью протекания холодильного агента через указанную впускную трубку во внутреннее пространство; выпускную трубку, соединенную с возможностью перетекания жидкости с указанным внутренним пространством и выполненную с возможностью протекания холодильного агента из внутреннего пространства в указанную выпускную трубку; компрессор (527), смонтированный для получения холодильного агента из указанной выпускной трубки и сжатия холодильного агента; и конденсатор (523), смонтированный для получения сжатого холодильного агента из указанного компрессора для конденсирования холодильного агента и направления указанного сжатого холодильного агента в указанную впускную трубку.