ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2153131

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ЖИДКОСТЕЙ
Имя изобретателя: Терсаков Б.В.
Имя патентообладателя: Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения"
Адрес для переписки: 426050, г.Ижевск, Воткинское шоссе, 8 км, Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения", патентно-информационный отдел
Дата начала действия патента: 1998.11.13
В устройстве для нагрева жидкостей
входной и выходной патрубки насоса
соединены между собой посредством
трубопровода и образуют замкнутый
рециркуляционный контур. В
рециркуляционный контур встроен
теплогенератор. Подающий и обратный
трубопроводы теплообменников присоединены
через запорную арматуру к
рециркуляционному контуру. Расширительный
бачок присоединен посредством
трубопровода к входному патрубку насоса.
Теплогенератор выполнен в виде
диффузорного насадка, создающего в
результате кавитации интенсивное
парообразование. Отношение диаметров
живого сечения выходного патрубка насоса к
трубопроводу, подающему теплоноситель в
теплообменники, равно или больше 2,5, а
подающий и обратный трубопроводы
присоединены соответственно к выходному и
входному патрубкам насоса. Использование
изобретения позволит упростить
конструкцию и расширить область применения
устройства.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
теплотехнике, в частности к устройствам для
нагрева жидкостей, и может быть
использовано в системах отопления зданий и
сооружений, для нагрева воды, для
производственных и бытовых нужд.
Ближайшим аналогом изобретения
является патент РФ N 2059162, F 24 D 3/02, 3/08,
предлагающий автоматическое регулирование
температуры теплоносителя с помощью
дополнительного блока, связанного цепями
управления с датчиком температуры и
приводом побудителя движения
теплоносителя.
К существенным недостаткам описанной
системы теплоснабжения потребителей
следует отнести сложность и отсутствие
практической возможности использования
данной системы полезного действия
электрической энергии и область применения
системы.
Также вызывает сомнение работоспособность
описанной системы, так как в нем
отсутствует компенсатор изменения
агрегатного состояния и объема жидкости -
расширительный бачок, тем более что насосы
марки КМ, которые упоминаются в изобретении,
допускают утечки жидкости до 2 л/ч и могут
работать для перекачки чистой воды с
температурой до 85oC.
Техническая задача изобретения -
устранение указанных в прототипе
недостатков, упрощение конструкции и
расширение области применения.
Поставленная задача выполняется благодаря
тому, что теплогенератор выполнен в форме
диффузорного насадка, что позволяет
максимально упростить конструкцию
теплогенератора и повысить его тепловую
производительность за счет использования
известного в гидравлике явления кавитации (см.
книгу "Гидравлика, гидромашины и
гидроприводы". Второе издание,
переработанное. - М.: Машиностроение, 1982 г.,
стр. 65-69 и 115-117).
Также поставленная задача выполняется и
благодаря тому, что входной и выходной
патрубки насоса соединены между собой
посредством трубопровода и образуют
замкнутый рециркуляционный контур, в
который встроен теплогенератор, а подающий
и обратный трубопроводы теплообменников
присоединены через трубную разводку с
запорной арматурой к рециркуляционному
контуру соответственно к выходному и
входному патрубкам насоса, при этом
отношение диаметров живого сечения
выходного патрубка побудителя движения
теплоносителя к трубопроводу, подающему
теплоноситель в теплообменники, равно или
больше 2,5.
Повышению эффективности нагрева жидкости в
рециркуляционном контуре и скорости ее
циркуляции в теплообменниках способствует
разрежение в запорной части насоса, во
входном патрубке.
Сохранение максимальной величины напора (давления)
жидкости, подаваемой в теплообменники,
достигается благодаря отбору части
нагретого потока жидкости в
непосредственной близости от выходного
патрубка насоса.
Повышению надежности работы устройства
служит расширительный бачок, который
присоединен к рециркуляционному контуру в
непосредственной близости к входному
патрубку насоса, обеспечивающий
компенсацию изменения объема и потерь
жидкости.
На фиг.1 схематически изображено
устройство для нагрева жидкостей. |
На фиг.2 в осевом разрезе изображен
теплогенератор. |
Устройство для нагрева жидкостей
содержит электронасосный агрегат с насосом
1, выходной 2 и входной 3 парубки которого
соединены между собой трубопроводами 4 и 5
через диффузорный насадок (теплогенератор)
6, который содержит присоединительный
верхний 7 (фиг.2) и нижний 8 (фланцевые и
резьбовые) элементы, его полость выполнена
комбинацией сопла 9 и диффузора 10,
соединенных между собой узким сечением 11 и
образуют замкнутый рециркуляционный
контур. К трубопроводу 5 присоединен
расширительный бачок 12 посредством
трубопровода 13. Теплообменники 14
посредством трубопроводов 15 и 16 через
запорную арматуру 17 и 18 присоединены
соответственно к трубопроводам 4 и 5.
УСТРОЙСТВО РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
При включении насоса 1, при закрытой
запорной арматуре 17 и 18, жидкость через
выходной патрубок 2 по трубопроводу 4
поступает в диффузорный насадок 6, где в
результате кавитации происходит изменение
ее агрегатного состояния и интенсивное
парообразование (кипение), затем через
трубопровод 5 жидкость поступает во входной
патрубок 3 насоса 1. Таким образом, в
результате рециркуляции жидкости в
замкнутом контуре происходит интенсивный
нагрев жидкости, при этом изменение
агрегатного состояния жидкости влечет за
собой изменение ее объема в замкнутом
контуре системы и его компенсация
достигается посредством расширительного
бачка 12, соединенного посредством
трубопроводов 13 и 5 со входным патрубком 3
насоса 1.
При открытой запорной арматуре 17 и 18 часть
потока нагретой жидкости под давлением,
развиваемым насосом 1, через выходной
патрубок 2 трубопровод 15 поступает в
теплообменники 14 и затем через
трубопроводы 16 и 5 возвращается во входной
патрубок 3 насоса 1, при этом в трубопроводе 5
происходит интенсивное перемешивание
охлажденного в теплообменниках 14 и
нагретого в диффузорном насадке 6 потоков
жидкости.
Устройство имеет автоматику управления
электроприводом и тепловым режимом, при
этом электропривод электронасосного
агрегата управляется от датчиков
температуры посредством блока обратной
связи, на эскизе фиг. 1 не показано.
В соответствии с сущностью изобретения был
изготовлен образец устройства для нагрева
жидкостей на базе центробежного насоса К
65-50-160. Устройство было испытано в режиме
отопления помещения, состоящего из трех
комнат с общим объемом 200 м3.
Коэффициент полезного действия устройства
составил 97%, которое было проверено в
различных температурных режимах, при этом
давление воды в системе отопления было не
менее 3 атм, в зоне водозабора наблюдалось
разрежение до - 0,5 атм.
Преимуществом предлагаемого способа
нагрева жидкостей является высокий
коэффициент полезного действия
использования электрической энергии
автономных экологически чистых системах
отопления и нагрева жидкостей для
хозяйственных и промышленных нужд.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для нагрева жидкостей,
содержащее электронасосный агрегат,
теплогенератор, теплообменники,
расширительный бачок, трубную разводку с
запорной арматурой и автоматику управления
электроприводом и тепловым режимом, причем
входной и выходной патрубки насоса
соединены между собой посредством
трубопровода и образуют замкнутый
рециркуляционный контур, в который встроен
теплогенератор, подающий и обратный
трубопроводы теплообменников присоединены
через запорную арматуру к
рециркуляционному контуру, а
расширительный бачок присоединен
посредством трубопровода к входному
патрубку насоса, отличающееся тем, что
теплогенератор выполнен в виде
диффузорного насадка, создающего в
результате кавитации интенсивное
парообразование, отношение диаметров
живого сечения выходного патрубка насоса к
трубопроводу, подающему теплоноситель в
теплообменники, равно или больше 2,5, а
подающий и обратный трубопроводы
присоединены соответственно к выходному и
входному патрубкам насоса.
Версия для печати
Дата публикации 30.11.2006гг

вверх
|