УСТАНОВКА ДЛЯ НАГРЕВА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Российский патент 2007 года по МПК F24J3/00 

Изобретение относится к теплотехнике и, в частности, к устройствам для нагрева текучей среды, которые могут быть использованы в системах отопления зданий, подогрева воды для производственных и бытовых целей.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемой является установка для нагрева текучей среды, содержащая основание, на котором с помощью опоры установлен электродвигатель, приводящий во вращение насос, выходной патрубок которого соединен с отводящим патрубком, связанным с кавитационным модулем /см., например, свидетельство РФ на полезную модель №26639 по кл. F25В 29/00 от 21.8.2002 г./.

Однако известная установка обладает ограниченными функциональными возможностями, состоящими в недостаточно высокой скорости нагрева текучей среды и невысокой надежности вследствие возможности разрушения.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая установка, является повышение ее эффективности за счет повышения скорости нагрева текучей среды и повышения ее надежности за счет уменьшения возможности разрушения.

Для достижения указанного технического результата в известной установке для нагрева текучей среды, содержащей основание, на котором с помощью опоры установлен электродвигатель, приводящий во вращение насос, выходной патрубок которого соединен с отводящим патрубком, связанным с кавитационным модулем, отводящий патрубок соединен с коллектором, состоящим из двух V-образно расположенных труб, каждая из которых связана с кавитационным модулем, выполненным в виде входного и выходного кавитаторов, связанных между собой разгонно-кавитационной трубой, а выходной кавитатор соединен отводным патрубком, выходной трубой и обратной трубой с входным патрубком насоса, при этом кавитатор образован цилиндрическим корпусом, концы которого прикреплены к фланцам и расположенными в корпусе рассекателями потока текучей среды и тормозами потока, причем каждый тормоз выполнен в виде крестообразно расположенных пластин, концы которых жестко прикреплены к фланцам, рассекатели первой группы, расположенной в зоне одного конца корпуса, выполнены в виде концентричных колец, наружные торцовые окружные кромки которых выполнены заостренными в направлении, противоположном направлению движения потока текучей среды, и в виде дополнительного рассекателя в виде стержня с заостренным концом, расположенного по оси колец и обращенного этим концом в направлении кромок колец, а рассекатели второй группы, расположенной в зоне другого конца корпуса, выполнены в виде кольца, расположенного соосно кольцам рассекателя первой группы, наружная торцовая окружная кромка которого выполнена заостренной и обращена в направлении кромок колец первой группы и дополнительного рассекателя в виде стержня с заостренным концом, обращенным в направлении конца стержня первой группы, а разгонно-кавитационная труба выполнена в виде цилиндрического корпуса, в котором установлен полый стержень, в котором закреплен рассекатель, расположенный в зоне одного конца корпуса и выполненный в виде стержня с заостренным концом, обращенным в направлении, противоположном направлению движения потока текучей среды, и расположенные за этим стержнем охватывающие полый стержень дополнительные рассекатели, каждый из которых выполнен в виде кольца с наружной торцовой кромкой, заостренной в направлении заостренного конца стержня, и закреплен на крестообразно расположенных пластинах тормоза потока текучей среды, связанных жестко с корпусом кавитационной трубы, при этом установка снабжена установленными на выходной трубе выходным штуцером с краном для подачи нагретой текучей среды в сеть потребителя и входным штуцером с краном для забора текучей среды из сети потребителя и установленным на выходной трубе козырьком, встроенным в выходной штуцер для распределения потока текучей среды между выходной трубой и выходным штуцером.

На фиг.1 представлена установка для нагрева текучей среды, общий вид.

На фиг.2 представлен вид А на фиг.1.

На фиг.3 представлен продольный разрез кавитатора.

На фиг.4 представлен вид Б на фиг.3.

На фиг.5 представлен продольный разрез разгонно-кавитационной трубы.

На фиг.6 представлен вид В на фиг.5.

Установка для нагрева текучей среды содержит основание 1, на котором с помощью опоры 2 установлен электродвигатель 3, приводящий во вращение насос 4. Выходной патрубок 5 насоса соединен с отводящим патрубком 6. Патрубок 6 связан с коллектором, состоящим из двух V-образно расположенных труб 7, расширяющихся вверх. Выходной участок каждой трубы отводом 8 связан с кавитационным модулем, состоящим из входного кавитатора 9 и выходного кавитатора 10, связанных между собой разгонно-кавитационной трубой 11, в которой установлен клапан 12 для выпуска воздуха. Кавитатор 10 соединен отводным патрубком 13 с выходной трубой 14. Труба 14 имеет выходной штуцер 15 для подачи нагретой текучей среды в сеть потребителя и входной штуцер 16 для забора текучей среды из этой сети. Труба 14 обратной трубой 17 соединена с входным патрубком 18 насоса. Штуцер 15 имеет кран 19 для регулирования потока выходящей нагретой текучей среды и козырек 20 для распределения потока текучей среды между штуцером 15 и трубой 14.

Штуцер 16 имеет кран 21 для регулирования потока входящей текучей среды. Каждый кавитатор образован цилиндрическим корпусом 22, концы которого прикреплены к фланцам 23, 24. В корпусе смонтированы тормоза потока текучей среды и рассекатели потока. Каждый тормоз выполнен в виде крестообразно расположенных пластин 25, 26, которые концами жестко прикреплены к фланцам 23, 24. В корпусе расположены две группы рассекателей. Рассекатели 27, 28 первой группы выполнены в виде концентрических колец, наружные торцовые окружные кромки которых выполнены заостренными в направлении, противоположном направлению движения текучей среды, указанному стрелкой «X». В центре колец установлен дополнительный рассекатель 29 в виде стержня с заостренным концом, обращенным в направлении заостренных кромок колец. Вторая группа имеет рассекатель 30 в виде кольца с наружной торцовой окружной кромкой, заостренной в направлении, противоположном направлению движения потока текучей среды, указанному стрелкой «X». Эта группа имеет дополнительный рассекатель 31 в виде стержня с заостренным концом, обращенным в направлении рассекателя 30. Разгонно-кавитационная труба имеет цилиндрический корпус 32, в котором на кронштейне 33 установлен полый стержень 34. В стержне 34 расположен рассекатель в виде сплошного стержня 35 с заостренным концом, обращенным в направлении, противоположном направлению потока текучей среды, обозначенному стрелкой «X». В корпусе 32 последовательно установлены дополнительные рассекатели 36, 37, 38, 39, расположенные за стержнем 35. Каждый из этих рассекателей выполнен в виде кольца с заостренной наружной торцовой окружной кромкой, обращенной в направлении заостренного конца стержня 35. Рассекатели охватывают стержень 34 и жестко закреплены на крестообразно расположенных пластинах 40 тормоза потока текучей среды.

Установка работает следующим образом.

Текучая среда, например вода, поступает через входной патрубок 18 в насос 4, который закачивает ее через патрубок 6, трубы 7 и отвод 8 во входной кавитатор 9.

При взаимодействии потока текучей среды с тормозами 25, 26 и рассекателями 28, 29 и 30, 31 происходит интенсивный кавитационный процесс, сопровождающийся вспениванием текучей среды с выделением кавитационных пузырьков. Из входного кавитатора 9 поток текучей среды поступает в корпус 32 разгонно-кавитацаонной трубы. При этом он контактирует с заостренным концом стержня 35 и заостренными кромками рассекателей 36-39. В результате, за счет снижения сопротивления в полостях корпуса 32 повышается скорость прохождения текучей среды и всхлопывания кавитационных пузырьков, вследствие чего освобождается тепловая энергия. Затем текучая среда поступает в выходной кавитатор 10. В этом кавитаторе происходят более интенсивное вспенивание текучей среды и дополнительное выделение кавитационннх пузырьков, что приводит к более интенсивному выделению тепловой энергии. Из выходного кавитатора нагретая текучая среда через отводной патрубок 13 направляется в зону расположения козырька 20, наклоненного под углом 45° и распределяющего поступающую текучую среду на два потока. При этом поток более горячей текучей среды через штуцер 15 при открытом кране 19 поступает в сеть потребителя, а поток более холодной среды поступает в выходную трубу 14, в которой происходит перемешивание обратно-поступательного потока, проходящего через трубу 14, и потока текучей среды, поступающего через штуцер 16 при открытом кране 21. После этого весь цикл повторяется многократно.

Использование: для нагрева текучей среды, подаваемой в системы отопления зданий различного типа. Техническая сущность: установка для нагрева текучей среды содержит основание, на котором с помощью опоры установлен электродвигатель, приводящий во вращение насос. Выходной патрубок насоса связан с кавитационным модулем. Модуль состоит из входного кавитатора и выходного кавитатора, которые связаны между собой разгонно-кавитационной трубой. Каждый кавитатор выполнен в виде цилиндрического корпуса, в котором установлены тормоза потока текучей среды и рассекатели этого потока. Рассекатели выполнены в виде колец с наружными торцевыми окружными заостренными кромками, обращенными в направлении, противоположном направлению движения потока текучей среды. Такое выполнение установки позволит повысить скорость нагрева текучей среды и ее надежность 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Установка для нагрева текучей среды, содержащая основание, на котором с помощью опоры установлен электродвигатель, приводящий во вращение насос, выходной патрубок которого соединен с отводящим патрубком, связанным с кавитационным модулем, отличающаяся тем, что отводящий патрубок соединен с коллектором, состоящим из двух V-образно расположенных труб, каждая из которых связана с кавитационным модулем, выполненным в виде входного и выходного кавитаторов, связанных между собой разгонно-кавитационной трубой, а выходной кавитатор соединен отводным патрубком, выходной трубой и обратной трубой с входным патрубком насоса, при этом каждый кавитатор образован цилиндрическим корпусом, концы которого прикреплены к фланцам, и расположенными в корпусе рассекателями потока текучей среды и тормозами потока, причем каждый тормоз выполнен в виде крестообразно расположенных пластин, концы которых жестко прикреплены к фланцам, рассекатели первой группы, расположенной в зоне одного конца корпуса, выполнены в виде концентричных колец, наружные торцевые окружные кромки которых выполнены заостренными в направлении, противоположном направлению движения потока текучей среды, и в виде дополнительного рассекателя в виде стержня с заостренным концом, расположенного по оси колец и обращенного этим концом в направлении кромок колец, а рассекатели второй группы расположены в зоне другого конца корпуса и выполнены в виде кольца, расположенного соосно с кольцами рассекателя первой группы, наружная торцовая окружная кромка которого выполнена заостренной и обращена в направлении кромок колец первой группы и дополнительного рассекателя в виде стержня с заостренным концом, обращенным в направлении конца стержня первой группы, а разгонно-кавитационная труба выполнена в виде цилиндрического корпуса, в котором установлен полый стержень, в котором закреплен рассекатель, расположенный в зоне одного конца корпуса и выполненный в виде стержня с заостренным концом, обращенным в направлении, противоположном направлению движения потока текучей среды, и расположенные за этим стержнем охватывающие полый стержень дополнительные рассекатели, каждый из которых выполнен в виде кольца с наружной торцевой окружной кромкой, заостренной в направлении заостренного конца стержня, и закреплен на крестообразно расположенных пластинах тормоза потока текучей среды, связанных жестко с корпусом кавитационной трубы.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена установленными на выходной трубе выходным штуцером с краном для подачи текучей среды в сеть потребителя и входным штуцером с краном для забора текучей среды из сети потребителя.3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена установленным на выходной трубе козырьком, встроенным в выходной штуцер, для распределения потока текучей среды между выходной трубой и выходным штуцером.