Нагреватель теплоносителя Советский патент 1981 года по МПК E01C19/08 

(54) НАГРЕВАТЕЛЬ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

I

Изобретение относится к приготовлению строительных материалов перед их применением, в частности к устройствам для нагрева и обезвоживания битумных материалов с помощью теплоносителя, преимущественно органических .

Известно устройство для нагрева органического теплоносителя, вкл .очающее обогреваемый нагревательными элементами бак для теплоносителя, насос, размещенный в емкости для нагрева битумного материала, змеевик, запорно-раздаточную арматуру и систему контроля процесса нагрева f 1 .

Известен также нагреватель теплоносителя, включающий емкость, размещенные в ней заполненный теплоносителем резервуар, теплогенератор и смесительную камеру, систему контроля и регулирования процесса нагрева с датчиками и два насосно-циркуляционных контура, один из которых соединен с потребителем и смесительной камерой, а другой - с полостью емкости, резервуаром и смесительной камерой I2j.

Недостаток указанных устройств заключается в том, что они не обеспечивают возможность интенсификации теплопередачи от теплоносителя к нагреваемому материалу и возможен перегрев теплоносителя, что привохшт К снижению интенсивности теплопередачи с перерасходом энергозатрат и

to снижению ппоизводительности.

Цель изобретения - повьпиение производительности за счет интенсификации теплопередачи и исключения пеоегоева теплоносителя.

IS

Поставленная цель достигается тем, что в нагревателе, включающем емкость, размещенные в ней резер:9уар, теплогенератор и смесительную камеру,. си-стему контроля и регулирования

20 процесса нагрева с датчиками и два насосно циркуляционных контура, один из которых соединен с потребителем и смесительной камерой, а другой с полостью ёмкости, резервуаром и смесительной камерой, теплогенератор выполнен в виде секционной жаровой трубы с разделителями потока и топочным приспособлением, а резервуар в виде охватывающих каждзто секцию жаровой трубы герметично соединенных обечаек. При этом разделители потока выполнены в виде установленных внутри жаровой трубы пластин и размещенных в промежутке между трубой и обечайкой винтообразных перегородок, образующих циркуляционные каналы, На фиг,1 показан нагреватель, t щий вид, в разрезе на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг,3 - сечение Б-Б на фиг,1, Нагреватель имеет теплоизолированную емкость 1 с расширительным бачком 2, теплогенератор в виде жаровой трубы 3, проходящей через резервуар 4, топочное приспособление 5 с форсу кой 6, первый насосно-циркуляционньш контур 7, включающий насос 8, заборный конусный патрубок 9 всасывающего трубопровода 10, который расположен с шжней сторо1-1ы смесительной камеры 11, размещенной в емкости 1, а его напорный трубопровод 12 проходит через потребитель 13 нагретого теплоносителя и снова входит в емкость 1 в ее верхней части| второй насосноциркуляционный контур 14, включающий насос 15, всасывающий трубопровод 16 которого соединен с емкостью 1, а напорный 17 - с нижней частью резервуара 4 . Смесительная камера 11 предста ляет собой закрытый вверху вертикальный цилиндр. Резервуар 4 включает горизонтально расположенные обечайки 18 и IB и вертикально установленную разъемную обечайку 19, съемчая часть 20 которой соединена с обечайками 18 и 18 фланцами 21, Обечайки 18 и 18 закреплены на торцовой стенке 22 ре.зервуара 1, из imx обечайка 18 соединена трубопроводом 23 с верхней ча тью смесительной камеры 11, Жаровая труба 3 состоит из секций 24-26, герметично соединенных между собой фланцами 27, и разделителей 28-30 потока. Секция 24 посредством фланца 31 установлена внутри обечайки 18, а секция 26 посредством фланца 32 внутри обечайки 18 , Разделители ,8 потока представляют собой пластины 28, приваренные к внутренней поверхности секции 24 и способствующие лучшему отбору тепла от дымовых газов, разделители 29завихрители потока газов, выполненные в виде кольцевых секторов 29, установленйых под углом к направлению движения потока газов, а разделители 30 потока выполнены в виде винтовых поверхностей, приваренныхк наружным поверхностям секций 24-26 и образующих с внутренними поверхностями резервуара 4 каналы 33 для циркуляции теплоносителя 34, Топочное приспособление 5 смонтировано внутри секции 24 и выполнено, например, из жаропрочного бетона, а форсунка 6 соединена напорным трубопроводом 35 с насосом 36, всасывающий патрубок которого соединен с топливным баком 37, Система 38 контроля и регулирования теплового п-роцесса включает датчик температуры 39, установленный в напорном трубопроводе 12 на входе в емкость 1, датчик 40, которьй размещен во всасывающем трубопроводе 10, датчик 41, разме1ценный в жаровой трубе 3 на выходе дымовых газов, сравнивающе-командное устройство 42 известной конструкции и исполнительные мехага-1змы 43 и 45, Датчики 3941 соединены со сравнивающе-командным устройством 42 линиями связи 46-48, Исполнительные механизмы 4345 соединены со сравнивающе-командным устройством 42 ли1гаями связи 49-51, а с соответствующими насосами 8,15,36 - линия ш связи 52-54, Нагреватель работает следующим образом. Включают насос 15, которым прокачивают теплоноситель 34 по каналам 33 относительно нагревающей поверхности жаровой трубы 3, Зажигают форсунку 6, и дымовые газы нагревают через жаровую трубу 3 теплоноситель 34, Процесс нагрева интенсифицируется разделителями 28 потока, увеличивающими поверхность контакта дымовых газов с жаровой трубой, разделители 29 способствуют перемешиванию дамовых газов, а разделители 30 увеличивают поверхность контакта с теплоносителем 34 и интенсифицируют движение теплоносителя, исключая образования застойных зон, После нагрева теплоносителя 34 до заданной рабочей температуры включают насос 3, при этом теплоноситель 34 по трубопроводу 23 и обечайки 18 подается в смесительную камеру 1I, из которой через заборный патрубок 9 и трубопровод 10 направляется к потребителю 13 и после теплообмена по трубопроводу }2 возвращается в емкость 1.

При изменении потребления тепла потребителем 13 теплоноситель 34 возвращается в емкость I с той или иной температурой. Отклонение величины температуры регистрируется датчиком 39, по связи 46 подается на сравнивающе-командное устройство 42, которое по связи 49 передает сигнал исполнительному механизму 43, обеспечивающему по связи 52 увеличение или уменьшение подачи теплоносителя потребителю 13. Изменение подачи теплоносителя 34 может осуществляться любым известным способом, например изменением производительности насса 8. Увеличение (уменьшение) подачи теплоносителя 34 вызывает изменение температуры теплоносителя 34 во всасывающем трубопроводе Ю, Это изменение температуры датчиком 40 по линии связи 47 передается на сравнивающекомандное устройство 42, которое по линии связи 50 подает сигнал исполнительному механизму 44, а он по линии связи 53 изменяет подачу теплоносителя 34 под обечайки 18 ,19 ,18 и в смесительную камеру 11, Изменение подачи теплоносителя 34 по каналам 33 вызывает необходимость изменения температуры отходящих газов, которое датчиком 41 по линии- .связи 48 передается устройству 42. Сравнивающе-командное устройство 42 по связи 51 подает сигнал на исполнительный механизм 43, который по линии 54 изменяет известным способом подачу топлива в форсунку 6 и выдерживает этошложение, пока температура теплоносителя 34 на всех участках насосно-циркуляционных контуров 7 и 14 не стабилизируется.

Если подача теплоносителя по трубопроводу 23 больше, чем расход в трубопроводе 10, то избыток теплоносите ля поступает в емкость } через зазор между заборными патрубком 9 и внутренней поверхностью смесительной камеры 1 1 .

Если подача теплоносителя по трубопроводу 23 меньше, чем расход в трзбопроводе 10, то недостающее количество теплоносителя засасывается из емкости 1 через тот же зазор между заборным патрубком 9 и внутренней поверхностью смесительной камеры 1.

В зависимости от требуемой теплопроизводительности нагревателя в емкость 1 может устанавливаться один, два и более резервуаров 4 с жаровыьш трубами 3, топочным приспособлением 5 и форсунками 6.

Применение данного нагревателя в производственных условиях обеспечит ускорение теплопередачи при нагреве теплоносителя за счет применения разделителей потока и исключение перегрва теплоносителя с потерей его качеств, что позволит повысить производительность и снизить расходы на экслуатационное содержание.

Формула изобретения

1, Нагреватель теплоносителя, премущественно органического, включающий емкость, размещенные в ней резервуар, теплогенератор и смесительную камеру, систему контроля и регулировния процесса нагрева с датчиками и два насосно-циркуляционных контура, один из которых соединен с потребителем и смесительной камерой, а другой - с полостью емкости, ререзвуаром и смесительной камерой, отличающийся тем, что, с целью повьпнения производительности за счет интенсификации теплопередачи и исключения перегрева теплоносителя , теплогенератор выполнен в виде секционной жаровой трубы с разделителями потокаи топочным приспособлением, а резервуар - в виде охватывающих каждую секцию жаровой трубы герметично соединенных обечаек

2, Нагреватель no.n.l отличающийся тем, что разделители потока выполнены в виде установленных внутри жаровой трубы пластин и размещенных в промежутке между трубой и обечайкой винтообразных перегородок, образующих циркуляционные каналы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР по заявке 2603698/29-33,

кл. Е О С 19/08, 1978.

fS52