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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2160417

НАСОС-ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ДЛЯ АВТОНОМНИХ ЗАМКНУТИХ СИСТЕМ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

Ім'я винахідника: Петраков Олександр Дмитрович; Маспанов Геннадій Павлович
Ім'я патентовласника: Петраков Олександр Дмитрович; Маспанов Геннадій Павлович
Адреса для листування: 658224, Алтайський край, м Рубцовськ, пр. Леніна 64, кв.116, Петракову А.Д.
Дата початку дії патенту: 1998.05.29

Винахід відноситься до конструкцій насосів-теплогенераторів, які можуть бути використані в автономних замкнутих системах теплопостачання та нагріву рідини в технологічних системах без згоряння органічного палива. Роторний насос-теплогенератор містить порожнистий корпус з всмоктуючим патрубком для підведення рідини, що нагрівається і нагнітальним патрубком для відводу нагрітої рідини. Усередині розташовані ротор у вигляді відцентрового колеса з отворами по периферії і статор з отворами. Статор встановлений коаксіально ротору. Відцентрове колесо виконано Двухпоточном. Отвори ротора - 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 = 90 °. Така форма отворів статора дозволяє усунути ефект Коанда (прилипання) прикордонного шару рідини до прилеглої стінці і збільшити зони гідродинамічної кавітації. Винахід направлено на створення більш простого пристрою, а й інтенсифікацію нагріву рідини за рахунок підвищення сили гідравлічного удару і гідродинамічної кавітації.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до конструкцій насосів-теплогенераторів, які можуть бути використані переважно в автономних замкнутих системах теплопостачання житлових, громадських і промислових будівель, а й для нагріву рідин в технологічних системах.

Найближчим технологічним рішенням є ультразвуковий активатор (патент RU N 2054604 C1 від 20.02.1996), який містить дві або більше з'єднані послідовно робочі камери, в кожній з яких встановлені робочі колеса відцентрового насоса, скріплені на периферії роторами у вигляді перфорованих кілець. Коаксіально роторам в корпусах робочих камер напроти кожного ротора закріплений статор, виконаний у вигляді перфорованого кільця. Робочі камери повідомлені між собою за допомогою дифузорів. Остання робоча камера з'єднана з першою камерою циркуляційним контуром.

Недоліками відомого пристрою є:

• великі осьові навантаження на підшипники;
• нетехнологічність збірки, так як потрібно поелементно одноразова збірка ротора, деталей корпусу, статора;
• труднощі забезпечення взаємної центрування відмінюється деталей;
• складність забезпечення високої щільності корпусу пристрою при коливаннях тиску і температури.

Завдання винаходу - створення більш простого пристрою, а й інтенсифікація нагріву рідини за рахунок підвищення сили гідравлічного удару і гідродинамічної кавітації.

Поставлена задача досягається тим, що в роторному гідроударному насосі-теплогенераторі, що містить корпус з патрубками для підведення і відведення рідини, всередині корпусу концентрично одна одній розташовані ротор і статор. У периферійній частині ротора виконані отвори у вигляді коноідальних насадков, розширюються частини яких розташовані до центру ротора. У статорі отвори виконані розширюються в бік корпусу і мають форму раптово розширюється насадка з переходом в конічний розходиться насадок з кутом розширення = 90 ^o.

Така форма отворів статора дозволяє усунути ефект Коанда - прилипання прикордонного шару рідини до прилеглої стінці і в більшій мірі сприяє виникненню гідродинамічної кавітації, ніж, наприклад, отвори статора, виконані у вигляді конічного розходиться насадка.

Ротор оснащений лопатками, як відцентровий насос, призначеними для повідомлення відцентрової сили рідини, що нагрівається.

	На фіг. 1 зображено поздовжній розріз насоса-теплогенератора, що складається з наступних основних деталей: 1 - порожнистий корпус (статор); 2 - кільце статора з отворами; 3 - ротор, виконаний у вигляді двухпоточного відцентрового колеса; 4 - вал ротора; 5 - кільце ротора з отворами; 6 - усмоктувальні патрубки корпусу насоса-теплогенератора;
	На фіг. 2 зображений поперечний розріз насоса-теплогенератора: 7 - патрубок для відводу рідини, що нагрівається; 8 - усмоктувальні порожнини ротора.

На фіг. 3 зображено положення кілець ротора і статора при суміщенні отворів. У цьому положенні в зонах II виникає гідродинамічна кавітація.

На фіг. 4 зображено положення кілець ротора і статора при розбіжності (перекритті) отворів. У цей момент в зонах I ротора виникають гідравлічні удари, а в зонах II зникають кавитационні бульбашки під дією гідростатичного тиску в нагнітальній порожнині.

ПРАЦЮЄ описати НАСОС-ТЕПЛОГЕНЕРАТОР наступним чином

Нагрівається рідина по всмоктуючому патрубку 6 полого корпусу 1 фіг. 1 надходить у всмоктувальну порожнину 8 І він поділився на два потоки, направляється в ротор 3, виконаний у формі двухпоточного робочого колеса відцентрового насоса.

Ротор 3, обертаючись, впливає лопатками на рідину, відкидаючи її до периферійної частини і повідомляючи потоку рідини кінетичну енергію.

Рідина, проходячи через коноідальние отвори, розділяється на струмені з максимальною питомою кінетичної енергією і максимальною швидкістю в порівнянні з іншими формами насадок.

У момент перекриття отворів ротора 5 бічними стінками статора 2 фіг. 4 відбувається різке підвищення тиску (в зоні I фіг. 4) - прямий гідравлічний удар. Так як кількість отворів в роторі і статорі однакове, то радіальні напрямки гідравлічних ударів цівок рівномірно розподілені по окружності статора. У момент суміщення отворів ротора і статора відбувається різке зниження тиску і частина енергії рідини переходить в теплову енергію, яку можна визначити за формулою:

У момент суміщення отворів ротора 5 і статора 6 рідина, яка отримала високу кінетичну енергію, потрапляє в розбіжні отвори статора, де відбувається різке підвищення тиску і падіння швидкості рідини, а через раптове розширення отворів в статорі і через велику кута розширення стінок отворів - фіг. 3 - відбувається відрив струменя рідини від стінок. У зоні II фіг. 3 відбувається різке зниження тиску нижче тиску водяної пари, рідина закипає, виникає гідродинамічна кавітація. У момент наступного перекриття отворів ротора стінками статора в отворах статора, в зонах II, тиск підвищується, і кавитационні бульбашки "схлопиваются", викликаючи місцеві гідравлічні мікроудари, що супроводжуються високими занедбаністю тиску до 1500-2000 кг / см ² і температури 1000-1500 ^{o C} .

Коливання гідравлічної системи, викликані гідравлічними ударами і гідродинамічної кавітацією, накладаючись, сприяють виникненню режиму автоколивань. З моменту встановлення режиму автоколивань швидкість нагріву рідини різко зростає.

Рідина, нагріта в результаті виділення енергії, витісняється до випускного патрубку 7 фіг. 2 і направляється до системи теплоспоживання.

Зазначений насос-теплогенератор можна застосовувати для опалення та гарячого водопостачання котеджів, сільських, цивільних і промислових об'єктів, а й для нагріву рідин в технологічних процесах.

Використання пропонованого насоса-теплогенератора дозволяє забезпечити гарячою водою і тепловою енергією об'єкти, віддалені від магістральних трубопроводів, а навколишнє середовище не забруднюється продуктами згоряння палива в місцях вироблення теплової енергії.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Т.М. Башта. Машинобудівна гідравліка. - М .: Машинобудування, 1971, сс. 44-49, 118, 349, 375, 379-381, 509-512.

2. Л. М. Курганов, Н.Ф. Федоров. Довідник з гідравлічних розрахунків систем водопостачання і каналізації. - Ленінград: Стройиздат, 1973 г., стр. 56-67, 185-194.

3. Л.І. Богомолов, К.А. Михайлов. Гідравліка. - М .: Стройиздат, 1972, сс. 87-92, 142-150, 398-405.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Роторний насос-теплогенератор, що містить порожнистий корпус з всмоктуючим патрубком для підведення рідини, що нагрівається і нагнітальним патрубком для відводу нагрітої рідини і розташовані всередині корпусу ротор у вигляді відцентрового колеса з отворами по периферії і статор з отворами, встановлений коаксіально ротору, що відрізняється тим, що відцентрове колесо виконано двухпоточном, отвори в роторі - у вигляді коноідальних насадок, що звужуються в сторону статора, а отвори останнього - у вигляді раптово розширюються насадков з переходом в конічні розбіжні насадки з кутом розширення = 90 ^o.

Версія для друку
Дата публікації 08.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів