Импульсный нагнетатель Российский патент 2024 года по МПК F28F27/00 F24D3/06 F04F7/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах теплоснабжения с колебательной циркуляцией теплоносителя для трансформации располагаемого напора между рабочей и нагнетаемой средами.

Уровень техники

Известен импульсный нагнетатель-теплообменник (патент RU № 2702064, публ. 03.10.2019, МПК F28F27/00, F28D7/00), включающий полый корпус, входной патрубок рабочей среды, обратные клапаны входа и выхода нагнетаемой среды, выходной патрубок рабочей среды, 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, полый корпус имеет крышку, присоединенную к нему посредством шпилек, а на выходном патрубке рабочей среды установлен ударный узел.

Недостатком настоящего технического решения является относительно низкая эффективность использования энергии гидравлического удара применительно к нагнетанию жидкости.

Известен импульсный нагнетатель (патент RU на ПМ № 168152, публ. 19.01.2017, F24D3/00, F04B43/00), включающий полый корпус, две диафрагмы, обратные клапаны входа и выхода, регулировочный вентиль, гидроаккумулятор, сливной кран и присоединительный патрубок, причем диафрагмы установлены внутри полого корпуса с образованием трех гидравлически изолированных зон. Первая зона, ограниченная полым корпусом и первой диафрагмой, соединена с обратными клапанами входа и выхода, ко второй зоне, ограниченной полым корпусом и двумя диафрагмами, через регулировочный вентиль подключен гидроаккумулятор, третья зона, ограниченная полым корпусом и второй диафрагмой, подключена к присоединительному патрубку, а сливной кран установлен между регулировочным вентилем и гидроаккумулятором.

Недостатками данного технического решения являются относительно низкая производительность и сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является импульсный нагнетатель в составе водоподъемного устройства (патент RU на ПМ № 99553, публ. 20.11.2010, МПК F04F7/00), включающий полый корпус, который по одну строну установленной в его сечении эластичной диафрагмы соединен c трубопроводом импульсной циркуляции рабочей среды, а по другую ее сторону соединен с обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды, при этом эластичная диафрагма отжата к трубопроводу импульсной циркуляции рабочей среды пружиной, расположенной в нагнетателе.

Недостатком данного технического решения является низкая производительность вследствие относительно малой поверхности эластичной диафрагмы, что не позволяет наиболее полно использовать импульсное повышение давления в питательном трубопроводе в момент создаваемого локального гидравлического удара применительно к обеспечению циркуляции нагнетаемой жидкости.

Раскрытие сущности изобретения

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности импульсного нагнетателя.

Технический результат заключается в увеличении площади контакта между рабочей и нагнетаемой средой через разделяющую их эластичную диафрагму.

Это достигается тем, что известный импульсный нагнетатель, включающий полый корпус, который по одну строну установленной внутри него эластичной диафрагмы соединен c трубопроводом импульсной циркуляции рабочей среды, а по другую ее сторону соединен с обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды, снабжен входным и выходным крепежными фланцами, на каждом из которых выполнены радиальные крепежные отверстия, входным и выходным ответными фланцами, на каждом из которых выполнены по одному сквозному центральному отверстию и радиальные монтажные отверстия в количестве радиальных крепежных отверстий на соответствующих входном и выходном крепежных фланцах, а также входным и выходным уплотнителями фланцев и болтовыми соединениями, при этом полый корпус и эластичная диафрагма выполнены в виде труб, вставленных друг в друга, которые установлены на трубопровод импульсной циркуляции рабочей среды соосно с ним, на участке трубопровода импульсной циркуляции рабочей среды, расположенном внутри полого корпуса выполнены перфорированные отверстия, причем концы эластичной диафрагмы зажаты между входным и выходным крепежными фланцами, жестко закрепленными на каждом из торцов полого корпуса, и соответствующими ответными входным и выходным фланцами, установленными своими сквозными центральными отверстиями на трубопровод импульсной циркуляции рабочей среды через входные и выходные уплотнители фланцев, прижатыми друг к другу посредством болтовых соединений, установленных в совмещенные крепежные и монтажные радиальные отверстия.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен предлагаемый импульсный нагнетатель.

Осуществление изобретения

Импульсный нагнетатель содержит трубчатый полый корпус 1 с установленной внутри него трубчатой эластичной трубчатой диафрагмой 2, которые установлены на трубопровод импульсной циркуляции рабочей среды 3 соосно с ним. Причем по одну сторону эластичной трубчатой диафрагмы 2 полый корпус 1 гидравлически связан с трубопроводом импульсной циркуляции рабочей среды 3, а по другую ее сторону соединен с обратными клапанами входа 4 и выхода 5 нагнетаемой среды.

На участке трубопровода импульсной циркуляции рабочей среды 3, расположенном внутри полого корпуса 1, выполнены перфорированные отверстия 6. Импульсный нагнетатель также содержит: входной 7 и выходной 8 крепежные фланцы, на каждом из которых выполнены радиальные крепежные отверстия 9; входной 10 и выходной 11 ответные фланцы на каждом из которых выполнены по одному сквозному центральному отверстию 12 и радиальные монтажные отверстия 13; входной 14 и выходной 15 уплотнители фланцев; болтовые соединения 16.

Причем количество радиальных крепежных отверстий 9 на входном 7 и выходном 8 крепежных фланцах равно количеству радиальных монтажных отверстий 13 на соответствующих входном 10 и выходном 11 ответных фланцах, а их расположение совпадает.

Концы трубчатой эластичной диафрагмы 2 зажаты между входным 7 и выходным 8 крепежными фланцами, жестко закрепленными на каждом из торцов полого корпуса 1, и соответствующими ответными входным 10 и выходным 11 фланцами, установленными своими сквозными центральными отверстиями 12 на трубопровод импульсной циркуляции рабочей среды 3 через входные 14 и выходные 15 уплотнители фланцев, прижатыми друг к другу посредством болтовых соединений 16, установленных в совмещенные крепежные 9 и монтажные 13 радиальные отверстия.

Импульсный нагнетатель работает следующим образом.

Сначала обеспечивают подключение трубопровода импульсной циркуляции рабочей среды 3 со стороны входа рабочей среды с источником ее подачи, а со стороны выхода рабочей среды с ее приемником (на рисунке источник подачи и приемник рабочей среды не указаны). Вход нагнетаемой среды связывают с ее источником через обратный клапан входа 4, а выход нагнетаемой среды связывают с ее приемником через обратный клапан выхода 5 (на рисунке источник подачи и приемник нагнетаемой среды не указаны). Затем удаляют воздух из трубопровода импульсной циркуляции рабочей среды 3 и полого корпуса 1, что может быть обеспечено, в том числе, ослаблением болтовых соединений 16 и/или применением автоматических воздухоотводчиков (на рисунке не указаны). После этого устройство полностью готово к работе.

При начальном обеспечении циркуляции рабочей среды через трубопровод циркуляции рабочей среды 3 в стационарном режиме эластичная трубчатая диафрагма 2 прижата к наружной поверхности участка трубопровода циркуляции рабочей среды 3 с перфорированными отверстиями 6 в условиях превышения располагаемого напора нагнетаемой среды относительно располагаемого напора рабочей среды. Такое положение эластичной трубчатой диафрагмы 2 оптимально для запуска импульсного нагнетателя в работу.

При последующем переходе к колебательной (импульсной или пульсирующей) циркуляции рабочей среды через трубопровод импульсной циркуляции рабочей среды 3, что может быть достигнуто применением специальных устройств для преобразования потоков, например, пульсаторов и ударных узлов (на рисунке не указаны), будет происходить изменение живого сечения эластичной трубчатой диафрагмы 2 воздействием реверсивного потока рабочей среды, истекающего в попеременном направлении через перфорированные отверстия 6.

Причем, в момент импульсного повышения давления (например, в момент положительной волны локального гидроудара) в трубопроводе циркуляции рабочей среды 3 эластичная трубчатая диафрагма 2 перемещается рабочей средой, поступающей из внутренней полости трубопровода импульсной циркуляции рабочей среды 3 на его внешнюю сторону через перфорированные отверстия 6 в гидравлическую полость, ограниченную самой эластичной трубчатой диафрагмой 2, наружной поверхностью трубопровода циркуляции рабочей среды 3, входным 10 и выходным 11 ответными фланцами, а также перфорированными отверстиями 6. Это перемещение эластичной трубчатой диафрагмы 2 в направлении от наружной поверхности трубопровода циркуляции рабочей среды 3 к внутренней поверхности полого корпуса 1 происходит при попутном вытеснении нагнетаемой среды из гидравлической полости, ограниченной самой эластичной трубчатой диафрагмой 2, обратными клапанами входа 4 и выхода 5 нагнетаемой среды, входным 7 и выходным 8 крепежными фланцами и внутренней поверхностью полого корпуса 1, через обратный клапан выхода 5 к ее приемнику.

В момент импульсного понижения давления в трубопроводе циркуляции рабочей среды 3 (например, в момент отрицательной волны локального гидроудара) эластичная трубчатая диафрагма 2 перемещается от внутренней поверхности полого корпуса 1 к наружной поверхности трубопровода циркуляции рабочей среды 3 при истечении рабочей среды из гидравлической полости, ограниченной самой трубчатой эластичной диафрагмой 2, наружной поверхностью трубопровода циркуляции рабочей среды 3, входным 10 и выходным 11 ответными фланцами, а также перфорированными отверстиями 6, внутрь трубопровода импульсной циркуляции рабочей среды 3 через перфорированные отверстия 6. Это перемещение эластичной трубчатой диафрагмы 2 в направлении от внутренней поверхности полого корпуса 1 к наружной поверхности трубопровода циркуляции рабочей среды 3 происходит при попутном всасывании нагнетаемой среды в гидравлическую полость, ограниченную трубчатой эластичной диафрагмой 2, обратными клапанами входа 4 и выхода 5 нагнетаемой среды, входным 7 и выходным 8 крепежными фланцами и внутренней поверхностью полого корпуса 1, через обратный клапан входа 4 нагнетаемой среды от ее источника.

С последующим циклом повышения и понижения давления рабочей среды в трубопроводе циркуляции рабочей среды 3 процесс подачи нагнетаемой среды повторится в описанной выше последовательности и будет продолжаться до тех пор, пока будет обеспечиваться колебательная (импульсная и/или пульсирующая) циркуляция рабочей среды.

Наличие болтовых соединений 16, установленных в совмещенные радиальные крепежные 9 отверстия входного 7 и выходного 8 крепежных фланцев и радиальные монтажные отверстия 13 входного 10 и выходного 11 ответных фланцев обеспечивает возможность разбора устройства с целью замены отработавшей свой срок службы эластичной трубчатой диафрагмы 2 и любого другого технического обслуживания устройства. Доступ к внутренней полости полого корпуса 1 обеспечивается в том числе при снятии входного 10 и выходного 11 ответных фланцев с трубопровода импульсной циркуляции рабочей среды 3 при отключении самого трубопровода импульсной циркуляции рабочей среды 3 от ее источника и приемника.

В результате применения данной конструкции импульсного нагнетателя обеспечивается повышение производительности устройства по нагнетаемой среде, которое достигается увеличенной площадью контакта рабочей и нагнетаемой сред через разделяющую их эластичную диафрагму. Относительная простота конструкции упрощает его техническое обслуживание и повышает надежность использования.

Использование изобретения позволяет повысить производительность импульсного нагнетателя за счет увеличения площади контакта между рабочей и нагнетаемой средой через разделяющую их эластичную диафрагму.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, может быть использовано в системах теплоснабжения с колебательной циркуляцией теплоносителя для трансформации располагаемого напора между рабочей и нагнетаемой средами. В импульсном нагнетателе, содержащем полый корпус, который по одну сторону установленной внутри него эластичной диафрагмы соединен c трубопроводом импульсной циркуляции рабочей среды, а по другую ее сторону соединен с обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды, входным и выходным крепежными фланцами, на каждом из которых выполнены радиальные крепежные отверстия, входным и выходным ответными фланцами, на каждом из которых выполнены по одному сквозному центральному отверстию и радиальные монтажные отверстия в количестве радиальных крепежных отверстий на соответствующих входном и выходном крепежных фланцах, а также входным и выходным уплотнителями фланцев и болтовыми соединениями, при этом полый корпус и эластичная диафрагма выполнены в виде труб, вставленных друг в друга, которые установлены на трубопровод импульсной циркуляции рабочей среды соосно с ним, на участке трубопровода импульсной циркуляции рабочей среды, расположенном внутри полого корпуса, выполнены перфорированные отверстия, причем концы эластичной диафрагмы зажаты между входным и выходным крепежными фланцами, жестко закрепленными на каждом из торцов полого корпуса, и соответствующими ответными входным и выходным фланцами, установленными своими сквозными центральными отверстиями на трубопровод импульсной циркуляции рабочей среды через входные и выходные уплотнители фланцев, прижатыми друг к другу посредством болтовых соединений, установленных в совмещенные крепежные и монтажные радиальные отверстия. Технический результат - повышение производительности импульсного нагнетателя. 1 ил.

Импульсный нагнетатель, включающий полый корпус, который по одну строну установленной внутри него эластичной диафрагмы соединен c трубопроводом импульсной циркуляции рабочей среды, а по другую ее сторону соединен с обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды, отличающийся тем, что он снабжен входным и выходным крепежными фланцами, на каждом из которых выполнены радиальные крепежные отверстия, входным и выходным ответными фланцами, на каждом из которых выполнены по одному сквозному центральному отверстию и радиальные монтажные отверстия в количестве радиальных крепежных отверстий на соответствующих входном и выходном крепежных фланцах, а также входным и выходным уплотнителями фланцев и болтовыми соединениями, при этом полый корпус и эластичная диафрагма выполнены в виде труб, вставленных друг в друга, которые установлены на трубопровод импульсной циркуляции рабочей среды соосно с ним, на участке трубопровода импульсной циркуляции рабочей среды, расположенном внутри полого корпуса, выполнены перфорированные отверстия, причем концы эластичной диафрагмы зажаты между входным и выходным крепежными фланцами, жестко закрепленными на каждом из торцов полого корпуса, и соответствующими ответными входным и выходным фланцами, установленными своими сквозными центральными отверстиями на трубопровод импульсной циркуляции рабочей среды через входные и выходные уплотнители фланцев, прижатыми друг к другу посредством болтовых соединений, установленных в совмещенные крепежные и монтажные радиальные отверстия.