Нагреватель Советский патент 1987 года по МПК F24H1/20 F22B1/30 

Изобретение относится к промьииленной теплотехнике и может быть использовано для нагрева жидкостей и газов.

Цель изобретения - расширение рабочего диапазона нагрузки и повышение удобства эксплуатации нагревателя жидкости.

На чертеже изображен нагреватель, продольный разрез.

Нагреватель содержит герметичный корпус 1, разделенный соосно установленными в нем центральной обечайкой 2 и примыкающей к верхней стенке корпуса 1 периферийной обечайкой 3 на центральную полость 4, а также кольцевую среднюю нагревательную камеру 5 и кольцевую периферийную компенсационную камеру 6. Нагревательная камера 5 снабжена электродным нагревателем, образованным фазным электродом 7 и обечайкой 2, являюпдейся нулевым электродом, и сообщена в верхней части с центральной полостью 4. Теплообменник 8 размещен в нагревательной камере 5 соосно корпусу 1, сообщенному придонной частью с трубопроводом 9 мерной емкости 10. Вентиль 11 установлен на трубопроводе 9, заведенном выходным участком в центральную полость 4, а центральная обечайка 2 установлена с плотным примыканием к дну корпуса 1.

Нагреватель работает следующим образом.

В исходном состоянии вентиль 11 закрыт. При подаче напряжения на электродный нагреватель протекающий через промежуточный теплоноситель электрический ток в зазоре между фазным элекродом 7 и обечай30

Пар вытесняет промежуточный теплоноситель из центральной полости 4 через трубопровод 9 и вентиль 11 в мерную емкость 10. Затем вентиль 11 нужно закрыть и выключить питание электродного нагревателя, при этом пар промежуточного теплокой 2 выделяет тепло, которое через стенки носителя конденсируется, в центральной по- теплообменника 8 передается нагреваемой среде. Если количество тепла, выделяемое в зазоре между фазным электродом 7 и обечайкой 2, больше количества тепла, потребляемого нагреваемой средой, в нагревательной камере 5 повышается давление 40 пара промежуточного теплоносителя и часть последнего вытесняется в компенсационную камеру 6, создавая в ней противодействующее давление газа. При снижении уровлости 4 создается разрежение, и теплоноситель из компенсационной камеры 6 через нагревательную камеру 5 заполняет центральную полость 4. В этом случае в компенсационной камере 6 давление газа снижается и меньше атмосферного.

Минимальная температура нагревателя определяется соотношением объема центральной полости 4 и газового объема комня жидкости между электродом и обе- пенсационной камеры 6. Например, если 2 уменьшается рабочая поверхчаикои

ность электродного нагревателя и соответственно снижается потребляемая мощность. При определенном уровне промежуточного теплоносителя наступает равновесие потребляемой и отдаваемой мощности и нагреватель работает в режиме поддержания заданной температуры. При прекращении расхода нагреваемой среды через теплообменник 8 вытеснение промежуточного теплоносителя происходит до тех пор, пока его

минимальная температура нагревателя должна быть 45°С, а в качестве промежуточного теплоносителя используется вода, т. е. давление газа в компенсационной камере 6 должно быть равно 0,1 атм, то 5Q объем центральной полости 4 должен быть в десять раз больще газового объема компенсационной камеры 6. В этом случае при заполнении центральной полости 4 промежуточным теплоносителем из компенсационной камеры 6 в последней

уровень не опустится ниже рабочей поверх-55 давление газа равно 0,1 атм, и при таком

ности электродного .нагревателя (электрод 7давлении пара промежуточного теплоноситеи обечайка 2), и тепловыделение прекра-ля последний вытесняется из нагревательщается.ной камеры 5 в компенсационную камеру 6,

0 5

0

Газовый объем компенсационной камеры 6 должен быть больше объема нагревательной камеры 5 для того, чтобы весь промежуточный теплоноситель мог быть вытеснен из нагревательной камеры 5 и электродный нагреватель мог полностью выключиться.

.Максимальная температура нагревателя определяется соотношением объема нагревательной камеры 5 и газового объема компенсационной камеры 6, которое устанавливается при заправке нагревателя промежуточным теплоносителем. Например, если нагреватель должен иметь максимальную температуру 120°С, а в качестве промежуточного теплоносителя используется вода, т. е. давление пара промежуточного теплоносителя, при котором должно происходить полное выключение нагревателя, равно 2 атм, то в исходном состоянии газовый объем компенсационной камеры 6 должен быть в два раза больше объема нагревательной камеры 5. В этом случае при полном вытеснении промежуточного теплоносителя из нагревательной камеры 5 в компенсационную камеру 6 в последней создается противодействующее давление газа, равное 2 атм.

Для настройки нагревателя на минимальную температуру необходимо открыть вентиль 11 и подать напряжение на электродный нагреватель.

Пар вытесняет промежуточный теплоноситель из центральной полости 4 через трубопровод 9 и вентиль 11 в мерную емкость 10. Затем вентиль 11 нужно закрыть и выключить питание электродного нагревателя, при этом пар промежуточного тепло носителя конденсируется, в центральной по- 0

носителя конденсируется, в центральной по-

лости 4 создается разрежение, и теплоноситель из компенсационной камеры 6 через нагревательную камеру 5 заполняет центральную полость 4. В этом случае в компенсационной камере 6 давление газа снижается и меньше атмосферного.

пенсационной камеры 6. Например, если

минимальная температура нагревателя должна быть 45°С, а в качестве промежуточного теплоносителя используется вода, т. е. давление газа в компенсационной камере 6 должно быть равно 0,1 атм, то 5Q объем центральной полости 4 должен быть в десять раз больще газового объема компенсационной камеры 6. В этом случае при заполнении центральной полости 4 промежуточным теплоносителем из компенсационной камеры 6 в последней

55 давление газа равно 0,1 атм, и при таком

т. е. нагреватель поддерживает температуру примерно 45°С.

Жидкостный объем компенсационной камеры 6 должен быть больше объема центральной полости 4 для того, чтобы сохранялся жидкостный затвор между компенсационной камерой 6 и нагревательной камерой 5, и следовательно, газ из компенсационной камеры 6 не мог выйти.

Все промежуточные значения температуры нагревателя между минимальным и максимальным значениями устанавливают аналогичным образом. Необходимо открыть вентиль 11, подать напряжение на электродный нагреватель, после того, как из центральной полости 4 в мерную емкость 10 выдавится нужное количество промежуточного теплоносителя, вентиль 11 нужно закрыть и отключить напряжение. После конденсации пара промежуточного теплоносителя в центральной полости 4 и заполнения ее промежуточным теплоносителем из компенсационной камеры 6 нагреватель готов к работе.

Каждому значению уровня промежуточного теплоносителя в мерной емкости 10 между минимальным и максимальным значениями соответствует определенное значение температуры нагревателя между минимальным и максимальным ее значениями. Таким образом осуществляется перенастройка нагревателя на различную температуру в широких пределах.

Формула изобретения

Нагреватель, содержаший герметичный корпус, разделенный соосно установленными в нем центральной и примыкающей

к верхней стенке корпуса периферийной обечайками на центральную полость, а также кольцевые среднюю и периферийную соответственно нагревательную и компенсационную камеры, первая из которых снабжена электродным нагревателем и сообщена в верхней части с центральной полостью, и теплообменник, размещенный соосно корпусу, сообщенному придонной частью с трубопроводом мерной емкости, отличающийся тем, что, с целью расщирения рабочего диапазона нагрузки и по- выщения удобства эксплуатации, он дополнительно содержит вентиль, установленный на трубопроводе мерной емкости, заведенном выходным участком в центральную полость, теплообменник размещен в нагревательной камере, а центральная обечайка установлена с плотным примыканием к дну корпуса.

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет расширить рабочий диапазон нагрузки, повысить удобство эксплуатации. Вентиль 11 установлен на трубопроводе 9, выходной участок которого заведен в центральную полость 4. Теплообменник 8 размещен в нагревательной камере (К) 5, а обечайка 2 установлена с плотным примыканием к дну корпуса 1. Уровень промежуточного теплоносителя (ПТ) зависит от режима поддержания заданной т-ры. При максимальной т-ре нагревателя (Н) весь ПТ вытесняется из К 5 в компенсационную К 6. Для настройки Н на минимальную т-ру открывают вентиль 11, подают напряжение на Ни пар вытесняет ПТ в мерную емкость 10. В результате этого в полости 4 создается разрежение и теплоноситель нз К 6 через К 5 заполняет ее. 1 ил. СО ел со со со 4