ДЕЗИНТЕГРАТОР ОТОПЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК C12M1/33 F24D3/02 

Изобретение относится к технике дезинтеграции микроорганизмов, в том числе железобактерий, и может быть использовано в системах локального отопления зданий и сооружений потоком циркулирующей через теплообменники воды напором нагнетателя.

Известен дезинтегратор отопления, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, установленный по оси корпуса ротор, выполненный с нагнетательными элементами в виде чередующихся выступов и впадин, взаимодействующих через кольцевой канал с чередующимися выступами и впадинами корпуса /патент РФ N 2086641, кл. C 12 M 1/33, G 02 F 3/00, 1993/, недостатком является сложность конструкции узла перевода дезинтегратора из режима работы нагревателя в режим нагнетателя и совместной работы нагревателя-нагнетателя, что снижает эффективность работы дезинтегратора отопления.

Цель изобретения - повышение эффективности работы дезинтегратора отопления достигается тем, что корпус выполнен с двумя нагнетательными патрубками, один из которых снабжен улиткообразной вставкой, присоединенной патрубком улитки, а суженный конец улитки выполнен с отводящим патрубком, перпендикулярным к плоскости улитки, причем внутри перпендикулярного патрубка установлена плоская спираль, а второй нагнетательный патрубок корпуса через переключатель, взаимодействующий через реле температуры, сообщен байпасом с системой.

При выбросе воды из впадин ротора при его вращении в кольцевой канал, а из него во впадины корпуса динамический напор переходит в статический, а затем при более высоком статическом напоре вода попадает во впадины ротора, освободившиеся от выброженной воды, и статический напор переходит в динамический при более высоком статическом потенциале. Трансформация напоров динамического в статический, и наоборот, сопровождается диссипацией энергии с переходом в тепловую. Под действием разрежений, возникающих при опорожнении впадин ротора, в воде во впадинах ротора возникают пузырьки пара, которые могут вызвать вскипание воды и нарушение режима работы отопительной системы. Продолжительность - кратность циркуляции воды в кольцевом канале между ротором и корпусом определяется гидравлическими сопротивлениями в улиткообразной вставке. При повышении температуры выше оптимального значения переключатель от реле температуры переводит циркуляцию полностью или частично через байпасную линию системы отопления. Такие переключения обеспечивают достижение цели изобретения - оптимизации температурного режима в помещении при непрерывной циркуляции воды в системе непрерывной работы дезинтегратора.

На фиг. 1 показан продольный разрез дезинтегратора; на фиг. 2 - разрез А-А нагнетательного патрубка корпуса на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б улиткообразной вставки; на фиг. 4 - схема отопления с применением дезинтегратора.

Дезинтегратор отопления содержит цилиндрический корпус 1 со всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, установленный по оси корпуса 1 ротор 4, выполненный с нагнетательными элементами в виде чередующихся выступов 5 и впадин 6, взаимодействующих через кольцевой канал 7 с чередующимися выступами 8 и впадинами 9 корпуса 1. Корпус 1 выполнен с двумя нагнетательными патрубками, основным 3 и дополнительным 10, основной 3 снабжен улиткообразной вставкой 11, присоединенной раструбом 12 улитки, а суженный конец 13 улитки выполнен с отводным патрубком 14, перпендикулярным к плоскости улитки, причем внутри перпендикулярного патрубка 14 установлена плоская спираль 15, а второй дополнительный патрубок 10 через переключатель 16, взаимодействующий через реле температуры 17, сообщен байпасом 18 с системой отопления, включающей отопительные батареи 19, запорную арматуру 20, в том числе обратный клапан 21.

Дезинтегратор 22 в системе отопления работает следующим образом.

Выступы 5 ротора 4 при его вращении всасывают воду через патрубок 2 в кольцевой канал 7. Вода в канале 7 подвергается трансформационным воздействиям скоростного и статического напоров. Во впадинах 6 жидкости сообщается скоростной напор, а во впадинах 9 корпуса 1 скоростной напор переходит в статический. При выбросе жидкости из впадины 6 в ней создается разрежение, и в нее засасываются новые порции из кольцевого канала, но при более высоком статическом напоре, который был при выбросе. За время движения жидкости от всасывающего патрубка 2 к нагнетательному 3 статический напор возрастает многократно. При выбросе жидкости из впадины 6 в условиях разрежения образуются пузырьки пара, которые конденсируются новыми порциями воды, поступающей во впадину 6, объем конденсата в тысячу раз меньше объема пара, и во впадине 6 образуются пустоты, в которые устремляется жидкость и гидравлическими ударами разрушает оболочки бактерий, т.е. осуществляется дезинтеграция микроорганизмов, в том числе железобактерий. При переходах скоростного напора в статический, и наоборот, часть энергии напоров переходит в тепловую, и жидкость нагревается. Дополнительный нагрев жидкости происходит в улиткообразной вставке 11 за счет трения о ее стенки. При перемещении жидкости по винтовым каналам, образованным плоской спиралью 15 в патрубке 14, она отбрасывается к стенкам патрубка 14, и внутрижидкостное трение переходит в трение между жидкостью и стенкой. Трение на границе по величине существенно выше и сопровождается нагревом жидкости. Одновременно улиткообразная вставка 11 является гидравлическим сопротивлением, увеличивающим продолжительность обработки жидкости в кольцевом канале 7 и ее нагрев. При повышении температуры в помещениях выше комфортных условий от теплообменников 19 реле температуры осуществляет изменение положения переключателя /положение на фиг. 2/, и жидкость поступает в систему по дополнительному патрубку 10 и байпасу 18, минуя улиткообразную вставку 11. Исключение торможения жидкости во ставке 11 сокращает продолжительность ее обработки в кольцевом канале 7, а соответственно, нагрев. На фиг. 4 не показаны расширительный бачок, грязевики и другие элементы системы отопления.

Отказ от отопления с использованием ТЭЦ позволяет устанавливать температуру в помещениях в зависимости от изменения температуры наружного воздуха, т.е. обеспечивать тепловую комфортность в помещениях. Дезинтеграция микроорганизмов, в том числе железобактерий, сокращает биообрастание внутренних поверхностей системы отопления, что сокращает расход энергии на перемещение жидкости, повышает коэффициенты передач от жидкости к воздуху помещений. Непрерывность эксплуатации устройства 22 устраняет осаждение взвесей в теплообменниках. Отсутствие теплотрасс от ТЭЦ к потребителям тепла устраняет расходы на перекачку, потери в окружающую среду.

Устройство используется в локальных системах отопления с нагревом воды при ее перемещении за счет энергии, выделяющейся при переходе скоростного напора в статический, трения между жидкостью и стенками дезинтегратора, дезинтеграции микроорганизмов гидроударным и кавитационным воздействием. В дезинтеграторе вращение жидкости в улиткообразной вставке и в спиральной пластине приводит к повышению трения между жидкостью и элементами улитки и ее перпендикулярного патрубка с одновременным увеличением продолжительности ее обработки в кольцевом канале между ротором и корпусом. Для регулирования температуры без останова дезинтегратора он снабжен байпасом обхода циркуляции жидкости, минуя улиткообразную вставку, что сокращает время обработки жидкости в кольцевом канале, ее нагрев. Установка работает в автоматическом режиме от реле температуры. Изобретение обеспечивает повышение эффективности в работе установки. 4 ил.

Дезинтегратор отопления, содержащий цилиндрический корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками, установленный по оси корпуса ротор, выполненный с нагнетательным элементами в виде чередующихся выступов и впадин, взаимодействующих через кольцевой канал с чередующимися выступами и впадинами корпуса, отличающийся тем, что корпус выполнен с двумя нагнетательными патрубками, основным и дополнительным, основной снабжен улиткообразной вставкой, присоединенной раструбом улитки, а суженный конец улитки выполнен с отводным патрубком, перпендикулярным плоскости улитки, причем внутри перпендикулярного патрубка установлена плоская спираль, а второй дополнительный нагнетательный патрубок через переключатель, взаимодействующий через реле температуры, сообщен байпасом с системой отопления.