| 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 RU2202743
РОТОРНИЙ Гідроударний НАСОС-ТЕПЛОГЕНЕРАТОР
Ім'я винахідника: Петраков А.Д .; Радченко С.М .; Яковлєв О.П.
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю "Радекс"
Адреса для листування: 656037, Барнаул, вул. Карагандинська, 6а, Товариство з обмеженою відповідальністю "Радекс", директору С.М.Радченко
Дата початку дії патенту: 2001.06.07
Винахід відноситься до конструкцій насосів-теплогенераторів, які можуть бути використані в автономних замкнутих системах теплопостачання житлових, громадських і промислових будівель, а й для гарячого водопостачання та нагріву рідин в технологічних системах. Суть винаходу в тому, що в роторному насосі-теплогенераторі, що має порожнистий корпус з всмоктуючим і нагнітальним патрубками і розташовані всередині корпусу концентрично одна одній ротор і статор, що утворюють між собою канал, пов'язаний з отворами, виконаними у вигляді звужуються сопел, в кільцевому каналі з боку ротора і статора встановлені перфоровані поглиблення, всередині яких розміщені пружні порожнисті кулі, і кільця з виконаними в них отворами у вигляді звужуються сопел, звернених всередину кільцевого каналу, а підстави патрубків підведення рідини, що нагрівається і відведення розташовані в кільцевому каналі. Така конструкція насоса-теплогенератора дозволяє встановити енергоекономний режим нагріву рідини.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до конструкцій насосів-теплогенераторів, які можуть бути використані в автономних замкнутих системах теплопостачання житлових, громадських і промислових будівель, а й для гарячого водопостачання та нагріву рідин в технологічних системах.
Найближчим технологічним рішенням є роторний насос-теплогенератор (патент RU 2159901), що містить порожнистий корпус з всмоктуючим патрубком для підведення рідини, що нагрівається. Усередині корпусу розташований ротор у вигляді двухпоточного відцентрового колеса з отворами по периферії. Концентрично ротора розташований статор з отворами. Отвори в роторі виконані у вигляді круглоціліндріческіх насадков Вентурі, а отвори в статорі - у вигляді раптово розширюються насадков.
Недоліками відомого пристрою є те, що рідина недостатньо нагрівається за один прохід через насос-теплогенератор. Для підвищення температури рідини потрібно її багаторазове прокачування через насос-теплогенератор.
Технічною задачею, на вирішення якої спрямовано винахід, є створення пристрою, проходячи через яке, що обробляється рідина багаторазово піддається факторам впливу на неї, результатом чого є інтенсивний нагрів рідини за один прохід через гідроударний насос-теплогенератор.
Поставлена задача вирішується тим, що в роторному гідроударному насосі-теплогенераторі, що має повний корпус зі всмоктуючим патрубком для підведення рідини, що нагрівається і нагнітальним патрубком для відводу нагрітої рідини, і розташовані всередині корпусу концентрично одна одній ротор і статор, що утворюють між собою канал, пов'язаний з отворами , виконаними у вигляді звужуються сопел, в кільцевому каналі з боку ротора і статора встановлені перфоровані поглиблення, всередині яких розміщені пружні порожнисті кулі, і кільця з виконаними в них отворами у вигляді звужуються сопел, звернених всередину кільцевого каналу, а підстави патрубків підведення рідини, що нагрівається і відведення розташовані в кільцевому каналі.
 |
 |
На фіг 1 зображений розріз роторного гідроударного насоса-теплогенератора, що складається з наступних основних деталей: 1 - порожнистий корпус; 2 - патрубок для підведення рідини, що нагрівається; 3 патрубок для відводу рідини, що нагрівається; 4 - кільце статора з отворами; 5 - ротор насоса-теплогенератора; 6 - приводний вал; 7 - кільце ротора з отворами; 8 - прокладка ущільнювача статора; 9 - прокладка ущільнювача ротора.
На фіг.2 зображено вузол I при русі гідропоршня з отвору ротора в отвір статора
 |
 |
На фіг.3 зображений вузол I при русі гідропоршня з отвору статора в отвір ротора.
На фіг.4 зображений графік залежності величини коефіцієнта повноти удару 
y від кута розширення 
сопел ротора і статора, з якого видно, що найвигідніший кут розширення знаходиться в межах 6-8 o. При цих кутах втрати напору при русі в соплах мінімальні. Нижче графіка зображена схема соплового отвору.
ПРАЦЮЄ описати ТЕПЛОГЕНЕРАТОР наступним чином
При обертанні вала 6 (фіг.1) нагрівається рідина по всмоктуючому патрубку 2 полого корпусу 1 надходить до кільця ротора 7, рідина заповнює отвори ротора 7 і кільцевої канал між кільцем ротора 7, закріпленим на роторі 5, і кільцем статора, а потім і отвори в кільці статора.
Під дією відцентрової сили рідина, що знаходиться в сопловому отворі ротора, викидається в кільцевій канал між кільцями ротора і статора, а при суміщенні отворів спрямовується в сопловий отвір статора. При русі рідини по соплових отворів статора відбувається деформація полого кулі 15 під дією гідравлічного удару 11 (фіг.2). Для запобігання розтікання рідини в момент гідравлічного удару отвір 10 корпусу 1 і отвори статора ущільнені прокладкою 8, а отвори ротора аналогічно ущільнені прокладкою 9.
Рідина, викинута з сопла ротора під дією кінетичної енергії, утворює в соплі ротора гідравлічний поршень 12 з утворенням зони розрядження 13. У замкнутому просторі зони 13, відбувається під дією зниженого тиску, насичення рідини її парами і освіту кавітаційних бульбашок.
При зміщенні отвору ротора до наступного отвору статора (фіг.3) відбувається викид рідини з соплового отвору статора, під дією енергії полого кулі 15, який, набираючи початкової форми, повідомляє рідини кінетичну енергію. Так як в отворі ротора було розрідження, то рідина з соплового отвору статора спрямовується в отвори ротора. Різке підвищення тиску в зоні гідравлічного удару 14 змушує конденсуватися пари рідини і кавітаційних бульбашок, а кінетична енергія рідини деформує порожниста куля 16 в отворі ротора.
При заповненні рідиною вакуумних зон 13 ротора і статора в момент конденсації парів рідини відбувається їх різке зменшення в обсязі. Відомо, що обсяг конденсату в 400-1500 разів менше обсягу пара, рівновеликого йому по масі.
Тиску, що виникають в результаті конденсації парогазових і кавітаційних бульбашок, можна визначити за формулами:
Всі вищеназвані значення тисків мають місце при конденсації кулястих кавітаційних бульбашок. У рідині, що рухається, а тим більше при конденсації бульбашок в умовах гідравлічного удару відбувається деформація їх поверхні і зміна форми.
При конденсації деформованих кавітаційних бульбашок виникають кумулятивні струмені, тиску в яких можуть перевищувати тиску від конденсації ідеальних бульбашок до десятка разів. З огляду на зміни обсягів пара при конденсації (400-1500) і значення
Подібні процеси пароутворення і конденсації, гідравлічних ударів і кавітації відбуваються в соплах ротора і статора багаторазово з підвищенням тиску від всмоктувального патрубка 2 до патрубку 3. Нагріта рідина по нагнітальному патрубку направляється за призначенням.
З метою зменшення втрат на тертя в соплах, а отже, зниження напору і запобігання відриву струменя від стінок сопел кут їх розширення повинен бути в межах 6-8 o.
Регулюючи витрата рідини, що протікає, тиск на вході в насос-теплогенератор, а й число обертів ротора можна встановити енергоекономний режим нагріву рідини.
Рівень металообробки на сучасних машинобудівних підприємствах дозволяє здійснити виготовлення роторних гідроударних насосів-теплогенераторів на базі серійно випускаються піскові, грунтових та інших насосів, що мають значний радіус робочого колеса і його висоту
Зазначений насос-теплогенератор можна застосовувати для опалення та гарячого водопостачання об'єктів, віддалених від об'єктів енергопостачання, а й для нагріву технологічних рідин.
Подібні джерела теплопостачання необхідні в зонах, що вимагають збереження чистоти навколишнього середовища і максимальної безпеки в місцях її вироблення (лікарні, будинки відпочинку і т.д.)
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. В. В. Майер "Кумулятивний ефект в простих дослідах". М., 1989 г., с. 44-47, 92-97, 174-177.
2. Л. Бергман "Ультразвук і його застосування в науці і техніці". Пер. з нім. під ред. BC Григор'єва. М., "Іноземна література", 1957 р с. 504-505.
3. Т.М. Башта "Машинобудівна гідравліка". М., Машинобудування, 1971 р с. 44-49, 118, 509-512.
4. Р.Р. Чугаєв "Гідравліка". М., Енергія ,, Ленінградське отд., 1971 р с. 14-17, 28-33, 64-74, 135-140, 163-167, 276-286, 307-314, 426-436.
5. П.М. Каменєв, А.Н. Сканаві, В. Н. Богословський та ін. "Опалення та вентиляція". М., Стройиздат, 1975 г., ч. I, с. 294-295.
6. Патент Росії RU 2159901 Петраков АТ., Санніков С.Т. Яковлєв О.П. "Роторний насос -теплогенератор" до
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Роторний гідроударний насос-теплогенератор, який має порожнистий корпус з всмоктуючим патрубком для підведення рідини, що нагрівається і нагнітальним патрубком для відводу нагрітої рідини, розташовані всередині корпусу концентрично одна одній ротор і статор, що утворюють між собою кільцевої канал, пов'язаний з отворами, виконаними у вигляді звужуються сопел, відрізняється тим, що, з метою підвищення ефективності нагріву рідини, в кільцевому каналі з боку ротора і статора встановлені перфоровані поглиблення, всередині яких розміщені пружні порожнисті кулі, і кільця з виконаними в них отворами у вигляді звужуються сопел, звернених всередину кільцевого каналу, а підстави патрубків підведення рідини, що нагрівається і її відведення розташовані в кільцевому каналі.
Версія для друку
Дата публікації 08.12.2006гг
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.