Устройство для пульсирующей циркуляции рабочей среды в замкнутом контуре Российский патент 2017 года по МПК F04F7/00 

Описание патента на изобретение RU2613152C1

Изобретение относится к области перекачки жидкостей и газов и может найти применение в системах тепло- и газоснабжения, а также может быть использовано в системах жидкостного охлаждения силовых полупроводниковых приборов для интенсификации в них процесса теплообмена.

Известен таран гидравлический, содержащий водоподъемную ступень, включающую подводящую трубу с ударным клапаном, напорный колпак, содержащий штуцер с золотником, и размещенным внутри него полым демпфером, выполненным в виде полой резиновой камеры, впускной и перепускной клапаны, а также трубу, соединяющую напорный колпак с водонапорной емкостью, полый демпфер включен между впускным и перепускным клапанами с возможностью заполнения его внутренней полости рабочей средой, при этом наружная сторона демпфера обращена во внутреннюю полость напорного колпака, которая посредством штуцера сообщена с атмосферой (RU №144214, МПК F04F 7/02, опубл. 10.08.2014 г.).

Среди недостатков данной конструкции следует отметить тот факт, что техническое решение не предназначено для работы с двумя несмешиваемыми жидкостями и не может быть использовано для перекачки первого вида рабочей среды в замкнутом контуре за счет кинетической энергии движения рабочей жидкости второго вида.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является водоподъемное устройство, включающее питательную трубу с установленными на ней ударным клапаном и эластичной диафрагмой, а также обратные клапаны входа и выхода, вентиль, сильфон и нагнетатель, соединенный с одной стороны с питательной трубой через эластичную диафрагму, а с другой с обратными клапанами входа и выхода, при этом вентиль установлен на выходе ударного клапана и механически связан с сильфоном, гидравлически соединенным с питательной трубой, а между эластичной диафрагмой и нагнетателем установлена пружина (RU №99553, МПК F04F 7/00, опубл. 20.11.2010 г.). Названная конструкция выбрана за прототип.

Среди недостатков прототипа следует отметить необходимый слив рабочей среды первого вида через ударный клапан за пределы гидравлической системы, а также тот факт, что техническое устройство не предназначено для организации пульсирующей циркуляции нагнетатемой рабочей среды второго вида в замкнутом контуре.

Технической задачей изобретения является создание конструкции устройства для организации пульсирующей циркуляцией рабочей среды первого вида в замкнутом контуре за счет использования кинетической энергии рабочей жидкости второго вида, исключающей их смешивание.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для пульсирующей циркуляции рабочей среды в замкнутом контуре, содержащее питательную трубу с установленными на ней ударным клапаном, на выходе которого установлен вентиль, и нагнетателем с обратными клапанами входа и выхода, в котором установлена диафрагма, гидравлически отделяющая их от питательной трубы, дополнительно содержит насос, гидравлический аккумулятор и дополнительный вентиль, причем выход вентиля соединен с входом питательной трубы через насос, обратные клапаны входа и выхода нагнетателя объединены замкнутым гидравлическим контуром, к которому через дополнительный вентиль подключен гидравлический аккумулятор.

Предлагаемый вариант конструкции устройства для пульсирующей циркуляции рабочей среды в замкнутом контуре представлен на чертеже.

Устройство включает питательную трубу 1, ударный клапан 2, вентиль 3, нагнетатель 4, обратный клапан входа 5, обратный клапан выхода 6, диафрагму 7, насос 8, гидравлический аккумулятор 9, дополнительный вентиль 10, замкнутый гидравлический контур 11.

Устройство для пульсирующей циркуляции рабочей среды в замкнутом контуре работает следующим образом. Сначала замкнутый гидравлический контур 11 заполняется рабочей средой первого вида (например, диэлектрической жидкостью), а питательная труба 1 заполняется рабочей средой второго вида (например, водой) до полного удаления из них воздуха. При помощи вентиля 3 настраивается ударный клапан 2 таким образом, чтобы при установившейся скорости истечения через него рабочей среды второго вида он автоматически закрывался, а под статическим давлением в питательной трубе 1 - автоматически открывался. После предварительной настройки через питательную трубу 1, ударный клапан 2 и вентиль 3 посредством насоса 8 организуется циркуляция рабочей среды второго вида. В определенный момент времени ударный клапан 2 автоматически, под действием динамического давления движущейся рабочей среды второго вида, закроется и возникнет гидравлический удар. Положительная волна его распространения обеспечит перемещение диафрагмы 7 нагнетателя 4 вверх. При этом рабочая среда первого вида, находящаяся в нагнетателе 4 над диафрагмой 7 будет вытеснена через обратный клапан выхода 6 и дополнительный вентиль 10 в гидравлический аккумулятор 9. После того, как ударный клапан 2 автоматически откроется, диафрагма 7 под действием избыточного давления, создаваемого гидравлическим аккумулятором 9, возвратится в нижнее положение нагнетателя 4. При этом в пространство нагнетателя 4 над эластичной диафрагмой 7 через обратный клапан входа 5 из гидравлического аккумулятора 9 поступит порция рабочей среды первого вида, а в замкнутом гидравлическом контуре 11 будет обеспечена ее пульсирующая циркуляция. После этого процесс повторится в описанной выше последовательности и будет продолжаться до тех пор, пока будет присутствовать циркуляция рабочей среды второго вида в питательной трубе 1, осуществляемая насосом 8.

Вентиль 3 предназначен для регулирования частоты работы ударного клапана 2 посредством изменения через него расхода рабочей среды второго вида, чем также достигается изменение частоты хода диафрагмы 7 и расхода рабочей среды первого вида в замкнутом гидравлическом контуре 11. Дополнительный вентиль 10 обеспечивает возможность регулирования степени повышения давления в импульсе (в момент гидравлического удара) рабочей среды первого вида, циркулирующей в замкнутом гидравлическом контуре 11.

В результате применения данного технического решения в замкнутом гидравлическом контуре обеспечивается возможность пульсирующей циркуляции рабочей среды первого вида от использования кинетической энергии рабочей среды второго вида, движущейся в питательной трубе, что может быть использовано для интенсификации теплообмена рабочей среды первого вида, а также для сжатия ее газообразной фазы в этом контуре.

Похожие патенты RU2613152C1

название год авторы номер документа
Теплогенерирующая установка 2017
  • Левцев Алексей Павлович
  • Макеев Андрей Николаевич
  • Зюзин Алексей Михайлович
  • Дашкин Ильнюр Растямович
RU2647254C1
Установка для исследования импульсного режима движения жидкости 2017
  • Левцев Алексей Павлович
  • Макеев Андрей Николаевич
  • Зюзин Алексей Михайлович
  • Широв Максим Сергеевич
RU2650454C1
ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА 2014
  • Левцев Алексей Павлович
  • Макеев Андрей Николаевич
  • Исаев Виталий Борисович
  • Зюзин Алексей Михайлович
  • Бояркин Александр Евгеньевич
  • Грунин Александр Алексеевич
RU2559226C1
Источник теплоты 2019
  • Макеев Андрей Николаевич
RU2717186C1
ПРИБОЙНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТАРАН 2014
  • Левцев Алексей Павлович
  • Макеев Андрей Николаевич
  • Макеев Сергей Николаевич
  • Кенчадзе Георгий Бадриевич
  • Зюзин Алексей Михайлович
  • Нарватов Ярослав Александрович
RU2542192C1
Система химической водоподготовки 2023
  • Макеев Андрей Николаевич
RU2811005C1
Система теплоснабжения 2018
  • Макеев Андрей Николаевич
RU2698151C1
Система теплоснабжения 2021
  • Левцев Алексей Павлович
  • Чиндяйкин Владислав Андреевич
RU2771202C1
СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ СИЛОВОГО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА 2014
  • Левцев Алексей Павлович
  • Макеев Андрей Николаевич
  • Макеев Сергей Николаевич
  • Ивкин Михаил Сергеевич
  • Зюзин Алексей Михайлович
RU2566679C1
Система солнечного теплоснабжения и горячего водоснабжения 2022
  • Макеев Андрей Николаевич
  • Сюй Каншэн
RU2780439C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 613 152 C1

Реферат патента 2017 года Устройство для пульсирующей циркуляции рабочей среды в замкнутом контуре

Изобретение относится к области перекачки жидкостей и газов и может найти применение в системах тепло- и газоснабжения. Устройство содержит питательную трубу 1 с установленными на ней ударным клапаном 2, на выходе которого установлен вентиль 3, и нагнетателем 4 с обратными клапанами входа и выхода 5 и 6 соответственно, в котором установлена диафрагма 7, гидравлически отделяющая их от трубы 1. Устройство дополнительно содержит насос 8, гидравлический аккумулятор 9 и дополнительный вентиль 10. Выход вентиля 3 соединен с входом трубы 1 через насос 8. Клапаны 5 и 6 нагнетателя объединены замкнутым гидравлическим контуром 11, к которому через вентиль 10 подключен аккумулятор 9. Изобретение направлено на создание конструкции устройства для организации пульсирующей циркуляцией рабочей среды первого вида в замкнутом контуре за счет использования кинетической энергии рабочей жидкости второго вида, исключающей их смешивание. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 613 152 C1

Устройство для пульсирующей циркуляции рабочей среды в замкнутом контуре, содержащее питательную трубу с установленными на ней ударным клапаном, на выходе которого установлен вентиль, и нагнетателем с обратными клапанами входа и выхода, в котором установлена диафрагма, гидравлически отделяющая их от питательной трубы, отличающееся тем, что дополнительно содержит насос, гидравлический аккумулятор и дополнительный вентиль, причем выход вентиля соединен с входом питательной трубы через насос, обратные клапаны входа и выхода нагнетателя объединены замкнутым гидравлическим контуром, к которому через дополнительный вентиль подключен гидравлический аккумулятор.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2613152C1

Учебное пособие по механике 1953
  • Гринберг В.Б.
SU99553A1
Устройство для защиты от замыканий на землю 1961
  • Пономарев Н.В.
SU144214A1
Резьбонакатная головка 1949
  • Губин М.С.
SU87501A2
СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО ГЕНЕРАТОРА БЕЗ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2008
  • Панасюк Владимир Николаевич
  • Гребнев Роман Владимирович
  • Патракеев Виктор Сергеевич
  • Вербицкий Григорий Владимирович
RU2374564C1
US 5613420 A, 25.03.1997
WO 2007093319 A, 23.08.2007.

RU 2 613 152 C1

Авторы

Левцев Алексей Павлович

Макеев Андрей Николаевич

Макеев Николай Федорович

Зюзин Алексей Михайлович

Куколин Антон Викторович

Храмов Сергей Иванович

Даты

2017-03-15Публикация

2016-03-09Подача