КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ УСТРОЙСТВ КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 2010 года по МПК F24F3/14 F25B39/02 

Описание патента на изобретение RU2381420C1

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для изготовления устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха в объектах промышленного и бытового назначения.

Холодопроизводительность устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха зависит от эффективности испарения воды, которая связана с эффективным диаметром капилляров испарительных пластин и гидрофильностью поверхности этих капилляров. Эти параметры определяют высоту и скорость капиллярного подъема воды, а также количество воды, которое пластина способна впитывать и удерживать.

Известен микропористый сепаратор для химических источников тока по а.с. СССР №166393, МПК Н01M; 21b, 202, опубл. 19.11.1964 г. (Бюллетень изобретений, №22, 1964 г.), состоящий из специально обработанного поверхностно-активными веществами (ПАВ) ультратонкого волокнистого полимерного материала типа ФП.

Такой полимерный материал обладает очень маленьким диаметром капилляров, что препятствует проникновению через него активной массы электродов и исключает короткое замыкание и утечку тока в аккумуляторе.

Однако маленький диаметр капилляров и низкая гидрофильность их поверхности не обеспечивают капиллярно-пористые свойства на уровне, необходимом для использования пластин из этих материалов в устройствах косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Таким образом, задачей данного технического решения (аналога) не являлось получение пластин, обладающих капиллярно-пористыми свойствами, достаточными для использования в устройствах косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Общими признаками с предлагаемой авторами капиллярно-пористой пластиной для устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха является выполнение пластин из полимерного материала с последующей обработкой ПАВ.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является микропористый материал по а.с. СССР №439497, МПК С08F 47/08, опубл. 15.08.1974 г. (Бюллетень изобретений, №30, 1974 г.), принятый авторами за прототип, который изготавливается спеканием порошкообразного полимера с последующей гидрофилизацией ПАВ.

Используемый в данном изобретении материал обладает пористой структурой и гидрофильностью поверхности капилляров.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного технического решения, принятого за прототип, относится то, что из-за очень большого диапазона диаметров капилляров в материале подъем воды происходит не на всю высоту пластины или скорость этого подъема недостаточна для поддержания заданной холодопроизводительности устройства косвенно-испарительного охлаждения воздуха. Кроме того, гидрофилизация материала, выполненная на основе известных ПАВ, например, ОП-7, ОП-10, сульфонола и др., нестабильна при длительном контакте с водой, что ведет к снижению эффективности устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) не являлось получение пластин с капиллярно-пористыми свойствами, обеспечивающими достаточные скорость и высоту капиллярного подъема воды, которые необходимы для эффективной работы устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха, а также стабильную работу этих устройств.

Общим признаком прототипа с предлагаемой авторами капиллярно-пористой пластиной для устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха является материал пластины, включающий спеченный порошок полимера, гидрофилизированный ПАВ.

В отличие от прототипа, в предлагаемой авторами капиллярно-пористой пластине для устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха поверхностно-активное вещество содержит ионогенное и неионогенное фторсодержащие соединения типа «Флактонит».

В частном случае, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:

- ионогенное и неионогенное фторсодержащие соединения типа «Флактонит» применяются в весовом соотношении 3:1 соответственно;

- эффективный диаметр капилляров, высота, толщина и объем пластин выполнены в соответствии с соотношениями:

dэф=(1,5-5)×H×10-4;

δ=(10-30)×dэф;

Vпл=(1,15-1,5)×Qуд,

где dэф - эффективный диаметр капилляров пластины, мм; Н - высота пластины, мм; δ - толщина пластины, мм; Vпл - объем пластины, см3; Qуд - удельный расход воды, испаряемой с поверхности одной пластины за 1 мин, см3.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым технически результатом.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является получение пластин с капиллярно-пористыми свойствами, обеспечивающими необходимые скорость и высоту капиллярного подъема воды, уменьшение габаритов, повышение эксплуатационной надежности и холодопроизводительности, а также увеличение ресурса и стабильности работы устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном микропористом материале, изготовленном из спеченного порошка полимера с последующей обработкой ПАВ, последнее содержит ионогенное и неионогенное фторсодержащие соединения типа «Флактонит».

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, за счет гидрофилизации пластины поверхностно-активным веществом, содержащим ионогенное и неионогенное фторсодержащие соединения типа «Флактонит», повысить эксплуатационную надежность, холодопроизводительность устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха и уменьшить габариты этих устройств.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах исполнения, позволяют, в частности, за счет:

- применения ионогенного и неионогенного фторсодержащих соединений типа «Флактонит» в весовом соотношении 3:1 соответственно обеспечить увеличение ресурса и стабильности работы устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха. При весовом соотношении ионогенного и неионогенного фторсодержащего ПАВ типа «Флактонит» менее или более чем 3:1 происходит быстрое вымывание ПАВ водой;

- выполнения эффективного диаметра капилляров в соответствии с соотношением dэф=(1,5-5)×H×10-4, где dэф - эффективный диаметр капилляров, мм; Н - высота пластины, мм, обеспечить необходимые скорость и высоту капиллярного подъема воды в пластине, и, следовательно, холодопроизводительность устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха в целом. При эффективном диаметре капилляров менее 1,5×H×10-4 увеличивается максимальная высота подъема воды, но недостаточной становится скорость ее подъема. При эффективном диаметре капилляров более 5×Н×10-4, увеличение скорости капиллярного подъема воды сопровождается недопустимым снижением высоты подъема воды;

выполнения капиллярно-пористой пластины толщиной δ=(10-30)×dэф, где δ - толщина пластины, мм, обеспечить повышение эксплуатационной надежности и уменьшение габаритов устройств. При толщине пластины δ<10×dэф недостаточна прочность пластин, при δ>30×dэф недопустимо увеличиваются габариты устройств;

- выполнения капиллярно-пористой пластины объемом Vпл=(1,15-1,5)×Qуд, где Vпл - объем пластины, см3; Qуд - удельный расход воды, испаряемый с поверхности одной пластины за 1 мин, см3, обеспечить повышение холодопроизводительности и эксплуатационной надежности устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха, а также уменьшение их габаритов. При выполнении пластины объемом Vпл<1,15×Qуд недостаточна прочность пластины, при Vпл>1,5×Qуд недопустимо падает холодопроизводительность и растут габариты устройств.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной капиллярно-пористой пластине для устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха, включающей спеченный порошок полимера, гидрофилизированный ПАВ, в отличие от прототипа, согласно изобретению, ПАВ содержит ионогенное и неионогенное фторсодержащие соединения типа «Флактонит».

Пример реализации предлагаемой капиллярно-пористой пластины для устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Пластина изготовлена из спеченного порошка полиэтилена сверхвысокомолекулярного «Тинолен» (ТУ 2211-001-98386801-2007), а поверхность ее капилляров гидрофилизирована ПАВ, содержащим фторсодержащие соединения «Флактонит К-7» (ТУ 301-02-48-89) и «Флактонит Н-76БА» (ТУ 301-02-108-89). В частном случае указанные соединения применяются в весовом соотношении 3:1 соответственно, а эффективный диаметр капилляров, высоту, толщину и объем пластин выполняют в соответствии с соотношениями, приведенными в формуле п.3.

В результате получают пластину, обладающую следующими характеристиками:

Эффективный диаметр пор, мм - 0,03 Высота пластины, мм - 200,00 Толщина пластины, мм - 0,50 Объем пластины, см3 - 38,00 Количество воды, испаряемой с поверхности одной пластины, см3/мин - 30,00 Максимальная высота капиллярного подъема воды за 30 мин, мм - 200,00

Выполнение капиллярно-пористой пластины в соответствии с изобретением позволяет получить пластину с капиллярно-пористыми свойствами, обеспечивающими необходимые скорость и высоту капиллярного подъема воды, уменьшение габаритов, повышение эксплуатационной надежности и холодопроизводительности, а также увеличение ресурса и стабильности работы устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Изобретение может быть использовано для изготовления капиллярно-пористых деталей систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями устройств с пластинами, выполненными в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская и технологическая документация, проведены испытания, намечено серийное производство.

Похожие патенты RU2381420C1

название год авторы номер документа
БУМАГОПОДОБНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ СВЯЗУЮЩЕГО СОЛЕЙ АЛЮМИНИЯ И ПОЛИВИНИЛАЦЕТАТНОЙ ЭМУЛЬСИИ (ПВАЭ) 2010
  • Дубовый Владимир Климентьевич
  • Кобылин Рудольф Анатольевич
  • Свиридов Евгений Борисович
  • Смолин Александр Семенович
  • Хованский Владимир Валентинович
RU2425919C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФИЛЬНОГО КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА 2008
  • Макаровец Николай Александрович
  • Кобылин Рудольф Анатольевич
  • Зайцев Виктор Дмитриевич
  • Свиридов Евгений Борисович
  • Барычева Тамара Петровна
  • Серушкин Константин Ильич
  • Ирисова Елена Владимировна
  • Мунгалов Валерий Евгеньевич
RU2383561C1
УСТРОЙСТВО КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА 2008
  • Макаровец Николай Александрович
  • Кобылин Рудольф Анатольевич
  • Костин Владимир Евгеньевич
  • Зайцев Виктор Дмитриевич
  • Барычева Тамара Петровна
  • Анохин Виктор Александрович
  • Анохин Валерий Викторович
RU2391606C1
УСТРОЙСТВО КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА 2000
  • Маркман М.Д.
  • Орлов Г.П.
RU2183304C1
СПОСОБ СБОРКИ УСТРОЙСТВА КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА 2000
  • Маркман М.Д.
  • Орлов Геннадий Павлович
  • Рудаков Б.М.
RU2184320C1
КОНСТРУКЦИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННОЙ ЯЧЕЙКИ УСТАНОВКИ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА 2008
  • Макаровец Николай Александрович
  • Кобылин Рудольф Анатольевич
  • Соколов Игорь Юрьевич
  • Костин Владимир Евгеньевич
  • Свиридов Евгений Борисович
RU2376532C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА 2004
  • Журавец Игорь Борисович
  • Журавец Максим Анатольевич
  • Шуклин Игорь Клавдиевич
  • Попов Виктор Михайлович
RU2280817C2
БЕЗМЕТАЛЬНЫЙ ПРОЯВИТЕЛЬ ПОЗИТИВНОГО ФОТОРЕЗИСТА 2012
  • Беклемышев Вячеслав Иванович
  • Махонин Игорь Иванович
  • Афанасьев Михаил Мефодъевич
  • Мешкова Ирина Михайловна
  • Серушкин Константин Ильич
RU2484512C1
Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха 1991
  • Анисимов Сергей Михайлович
  • Ермошкин Андрей Александрович
  • Болотин Сергей Александрович
SU1765628A1
Способ обработки воздуха в помещении 1987
  • Майсоценко Валерий Степанович
  • Гершуни Александр Наумович
SU1778453A1

Реферат патента 2010 года КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ УСТРОЙСТВ КОСВЕННО-ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для изготовления устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха в объектах промышленного и бытового назначения. Сущность изобретения заключается в том, что капиллярно-пористая пластина для изготовления устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха включает спеченный порошок полимера, гидрофилизированный ПАВ, которое содержит ионогенное и неионогенное фторсодержащие соединения типа «Флактонит». Изобретение позволяет получить пластины с капиллярно-пористыми свойствами, обеспечивающими необходимые скорость и высоту капиллярного подъема воды, уменьшение габаритов, повышение эксплуатационной надежности и холодопроизводительности, а также увеличение ресурса и стабильности работы устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха. 2 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 381 420 C1

1. Капиллярно-пористая пластина для устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха, включающая спеченный порошок полимера, гидрофилизированный поверхностно-активным веществом, отличающаяся тем, что поверхностно-активное вещество содержит ионогенное и неионогенное фторсодержащие соединения типа «Флактонит».

2. Капиллярно-пористая пластина для устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха по п.1, отличающаяся тем, что ионогенное и неионогенное фторсодержащие соединения типа «Флактонит» применяются в весовом соотношении 3:1 соответственно.

3. Капиллярно-пористая пластина для устройств косвенно-испарительного охлаждения воздуха по п.1, отличающаяся тем, что эффективный диаметр капилляров, высота, толщина и объем пластин выполнены в соответствии с соотношениями:
dэф=(1,5-5)·Н·10-4;
δ=(10-30)·dэф;
Vпл=(1,15-1,5)·Qуд,
где dэф - эффективный диаметр капилляров пластины, мм; Н - высота пластины, мм; δ - толщина пластины, мм; Vпл - объем пластины, см3;
Qуд - удельный расход воды, испаряемой с поверхности одной пластины за 1 мин,
см3.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2381420C1

Способ получения микропористого материала 1972
  • Вишнякова Людмила Венедиктовна
  • Войтович Владимир Кузьмич
  • Файнштейн Раиса Марковна
  • Тризно Владимир Львович
  • Николаев Анатолий Федорович
SU439497A1
МИКРОПОРИСТЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 0
SU166393A1
Тепловлагообменник 1982
  • Головков Михаил Викторович
  • Ефимов Андрей Николаевич
  • Быстров Владимир Павлович
SU1041815A2
DE 3504116 A1, 07.08.1986
JP 2004053238 A, 19.02.2004.

RU 2 381 420 C1

Авторы

Макаровец Николай Александрович

Кобылин Рудольф Анатольевич

Евсеев Сергей Николаевич

Свиридов Евгений Борисович

Барычева Тамара Петровна

Зайцев Виктор Дмитриевич

Даты

2010-02-10Публикация

2008-08-20Подача