| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2231004
РОТОРНИЙ Кавітаційна НАСОС-ТЕПЛОГЕНЕРАТОР
Ім'я винахідника: Петраков Олександр Дмитрович (RU); Радченко Сергій Михайлович (RU); Яковлєв Олег Павлович
Ім'я патентовласника: Петраков Олександр Дмитрович (RU); Радченко Сергій Михайлович (RU); Яковлєв Олег Павлович (RU)
Адреса для листування: 656037, Барнаул, вул. Карагандинська, 6а, С.М. Радченко
Дата початку дії патенту: 2002.10.23
Винахід відноситься до конструкцій насосів-теплогенераторів для використання в локальних системах опалення та гарячого водопостачання і нагрівання рідин в різних технологічних системах. Насос-теплогенератор містить порожнистий корпус з патрубками підведення рідини, що нагрівається і відведення нагрітої рідини, ротор з кільцем ротора, що має циліндричні отвори, кільце статора з раптово розширюються отворами і стрижневі випромінювачі. Вхідний і вихідний діаметри отворів в кільці статора, а й довжина розширеної частини зазначених отворів знаходяться в певних залежностях. Винахід направлено на підвищення ефективності перетворення механічної енергії в теплову за рахунок більш повного використання кінетичної енергії струменів рідини і спрощення конструкції насоса.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до конструкцій насосів-теплогенераторів, які можуть бути використані переважно в локальних системах теплопостачання промислових будівель, цехів, громадських і житлових приміщень, а й для нагріву рідин в різних технологічних системах.
Відома конструкція насоса-теплогенератора (патент Російської Федерації RU №2160417), в якому є порожнистий корпус з всмоктуючим патрубком для підведення рідини, що нагрівається і нагнітальним патрубком для відводу нагрітої рідини. Усередині корпусу розташовані: ротор у вигляді відцентрового колеса з отворами по периферії і статор з отворами. Статор встановлений коаксіально ротору. Отвори ротора виконані у вигляді коноідальних насадков, що звужуються в сторону статора. Отвори статора виконані у вигляді раптово розширюються насадков з переходом в конічні розбіжні насадки з кутом розширення 
.
Недоліками відомого пристрою є:
- Відсутність зон кавітації в отворах ротора,
- Форма отворів статора недостатньо використовує енергію транзитної струменя рідини з метою розширення зон кавітації, що є основними джерелами тепловиділення.
Відомий найбільш близький до винаходу роторний насос-теплогенератор (патент Російської Федерації RU №2159901), в якому є порожнистий корпус з всмоктуючим патрубком для підведення рідини, що нагрівається і нагнітальним патрубком для відводу рідини. Усередині корпусу концентрично одна одній розташовані ротор і статор. У периферійній частині ротора, в кільцевої насадки, отвори виконані у вигляді зовнішніх циліндричних насадков Вентурі, а отвори в статорі виконані розширюються в бік корпусу і мають форму раптово розширюються насадков.
Недоліками відомого пристрою є:
- Недостатнє використання енергії транзитної струменя рідини в отворах статора з метою освіти гідродинамічної кавітації,
- Не пропрацювавши співвідношення діаметрів отворів в кільцях статора (початковий діаметр і діаметр розширеного ділянки) з метою максимального розвитку кавітації в водоворотних зонах;
- Не визначена оптимальна довжина розширеного ділянки отворів статора по відношенню до висоти уступу K = (D / 2 - d / 2), де D - вихідний діаметр отворів; d - вхідний діаметр отворів.
Завдання винаходу - створення пристрою, що дозволяє більш повно використовувати кінетичну енергію транзитної частини струменя рідини в отворах статора для нагріву рідини за рахунок оптимального співвідношення діаметрів і довжини розширеної частини отворів, розміщення стрижневих випромінювачів і кавітаційних ефектів перетворення кінетичної енергії в теплову.
Поставлена задача досягається тим, що в роторному кавітаційному насосі-теплогенераторі, що містить порожнистий корпус з всмоктуючим патрубком для підведення рідини, що нагрівається і нагнітальним патрубком для відводу нагрітої рідини, всередині якого розташовані: ротор з кільцем ротора, що має циліндричні отвори, і статор з кільцем статора, мають раптово розширюються отвори, відповідно до винаходу отвори в кільці статора виконані раптово розширюються з співвідношенням вхідного і вихідного діаметрів отворів d / D = 0,6, а довжина розширеної частини отворів залежить L = 5 (D / 2 - d / 2). По осі отворів кільця статора можуть бути встановлені стрижневі випромінювачі, які мають гострі кромки з кутом заточування до 30 ° і розширені частини.
На фіг.1 зображений поперечний розріз роторного кавітаційного насоса-теплогенератора, що складається з наступних основних деталей: 1 - порожнистий корпус; 2 - вал ротора; 3 - кільце ротора; 4 - кільце статора; 5 - отвори в кільці статора у вигляді раптово розширюються насадков; 6 - стрижневі випромінювачі.
На фіг.2 зображено положення кілець 3, 4 ротора і статора при суміщенні отворів. В даному положенні відбувається утворення зон кавітації в кільці ротора - зона А, в кільці статора - зона Б, на стержневом випромінювачі 6 - зона С.
На Фіг.3 зображено положення кілець 3, 4 ротора і статора при зміщенні, розбіжності отворів. У момент перекриття отворів в зоні А виникає гідравлічний удар, що сприяє зникненню (хляпанню) кавітаційних бульбашок, а в зонах Б і С кавитационні бульбашки охлопиваются під дією тиску рідини Р2 в корпусі 1 насоса-теплогенератора.
Насос-теплогенератор містить корпус 1 (фіг.1) з патрубками для підведення і відведення рідини, що нагрівається, всередині якого розташовані стрижневі випромінювачі 6, і кільце 4 статора (фіг.1, 2, 3). Усередині корпусу 1 концентрично кільцю 4 статора розташований ротор з кільцем 3 ротора, закріплені на валу 2.
У периферійній частині ротора отвори виконані циліндричними, а отвори 5 в кільці 4 статора виконані раптово розширюються зі ставленням діаметрів d / D = 0,6, де d - вхідний діаметр отворів; D - вихідний діаметр отворів.
Довжина розширеної частини отворів 5 визначається як L = 5 (D / 2 - d / 2).
По осі отворів 5 кільця 4 статора розташовані стрижневі випромінювачі 6, призначені для утворення водоворотних зон З і ультразвукової кавітації, що виникає на гострих крайках випромінювачів 6 - "клиновий тон".
Працює описаний роторний кавітаційний насос-теплогенератор наступним чином.
Нагрівається рідина по всмоктуючому патрубку полого корпусу 1 надходить в ротор з кільцем 3 ротора. Ротор, що обертається валом 2, лопатками впливає на рідину, повідомляючи їй кінетичну енергію і направляючи її в отвори кільця 3 ротора. Рідина, проходячи через отвори кільця 3 ротора, утворює коловоротна зони А зі зниженим тиском і освітою в ній кавітаційних бульбашок. Транзитна струмінь рідини в межах зони А і насичується кавітаційними бульбашками.
У момент суміщення отворів кільця 3 ротора і отворів 5 кільця 4 статора (фіг.2) рідина, що проходить через отвори ротора, що утворює коловоротна зони А і володіє велику кінетичну енергію, потрапляючи під раптово розширюються отвори 5 кільця 4 статора, утворює коловоротна зони Б. транзитні ж частини струменів, огинаючи стрижневі випромінювачі 6, утворюють коловоротна зони С, які є центрами освіти кавітаційних бульбашок (зони А, Б, С). Найбільш вигідні, з точки зору освіти кавітаційних бульбашок, співвідношення діаметром отворів 5 кільця 4 статора d / D = 0,6 (фіг.3) і довжини отворів 5 розширеної частини L = 5 (D / 2 - d / 2) (фіг 2 ).
Крім того, при натекания транзитних цівок рідини, що проходять через раптово розширюються отвори 5 кільця 4 статора, на клиновидні краю стрижневих випромінювачів 6 з'являється "клиновий тон", це ультразвук, виникає при куті заточення кромки близько 30 °. Транзитна частина цівок рідини, потрапляючи на гострі краї випромінювачів 6, розбивається цими краями так, що по обидва боки з'являються вихори.
У момент перекриття отворів кільця 3 ротора бічними стінками (перегородками) кільця 4 статора (фіг.3) відбувається різке підвищення тиску в отворах кільця 3 ротора (гідравлічні удари), що сприяють закриттю кавітаційних бульбашок в зонах А, а статичним тиском Р2, підтримуваним в корпусі теплогенератора, забезпечується закриттю кавітаційних бульбашок в зонах Б і С і в вихорах, що розходяться від гострих кромок стрижневих випромінювачів 6.
Виділилася в результаті закривання кавітаційних бульбашок енергія передається рідини, що нагрівається.
Варіюючи витрата рідини, що протікає, змінюють співвідношення тисків Р1 і Р2, які при накладенні коливань від гідравлічних ударів в роторі і стрижневих випромінювачів 6, при відомій швидкості обертання ротора, сприяють виникненню автоколебательного режиму в гідравлічній системі.
З моменту встановлення режиму автоколивань швидкість нагріву рідини зростає, а споживання енергії на приводі теплогенератора знижується.
Зазначений насос-теплогенератор можна застосовувати для опалення та гарячого водопостачання житлових будинків і промислових приміщень, а й для нагріву рідин в технологічних процесах.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Роторний кавітаційний насос-теплогенератор, який має порожнистий корпус з всмоктуючим патрубком для підведення рідини, що нагрівається і нагнітальним патрубком для відводу нагрітої рідини, всередині якого розташовані ротор з кільцем ротора, що має циліндричні отвори, і статор з кільцем статора, які мають раптово розширюються отвори, і стрижневими випромінювачами , що відрізняється тим, що отвори в кільці статора виконані раптово розширюються з співвідношенням вхідного і вихідного діаметрів отворів d / D = 0,6, а довжина розширеної частини отворів залежить L = 5 (D / 2 - d / 2).
Роторний кавітаційний насос-теплогенератор по п.1, що відрізняється тим, що по осі отворів кільця статора встановлені стрижневі випромінювачі, які мають гострі кромки з кутом заточування до 30 ° і розширені частини.
Версія для друку
Дата публікації 06.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.