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 RU2201562

ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ПРИВОДНОЙ Кавітаційна

Ім'я винахідника: Бритвин Лев Миколайович; Бритвина Тетяна Валеріївна
Ім'я патентовласника: Бритвин Лев Миколайович; Бритвина Тетяна Валеріївна
Адреса для листування: 111673, Москва, а / с 60, Л.Н. Бритвину
Дата початку дії патенту: 1999.05.19

Винахід відноситься до теплогенеруючих установок кавітаційного типу і може бути використано для систем опалення. Теплогенератор приводний кавітаційний включає корпус, в якому розташовані відносно рухомі робочі органи, вхід і вихід яких гідравлічно повідомлені за допомогою циркуляційного каналу з дросселирующим елементом. Робочі органи, щонайменше, один з яких пов'язаний з приводним двигуном, виконані у вигляді опозитно розташованих дисків, встановлених з гарантованим зазором між їх торцями, забезпеченими прилеглими між собою канавками, розташованими на взаємодіючих робочих торцях дисків похило один до одного. Таке виконання теплогенератора спрощує його конструкцію і забезпечує ефективність його застосування з приводними двигунами малої і середньої потужності при одночасному підвищенні надійності, спрощення умов експлуатації та ремонту.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до теплогенератора кавітаційного типу, що використовуються для систем опалення.

Відомий спосіб отримання тепла за рахунок процесу кавітації, згідно з яким рідина перекачують насосом по замкнутому циркуляційному каналу через вихрову форсунку, створюючи коливання тиску в контурі циркуляції, см. Патент РФ 2061195, кл. 6 F 24 J 3/00 - аналог.

Пристрої, що реалізують цей спосіб, вимагають використання технічно складних пристроїв, а режими створення коливань в контурі циркуляції мало чітко визначені.

Відомо і пристрій, в якому робочі органи насоса - лопатеві відцентрові колеса - на свій вихід взаємодіють зі спеціальним нерухомим робочим органом, що призводить до виникнення кавітації і пульсації тиску. При цьому робочі органи розташовані в загальному корпусі, а вхід і вихід з цих робочих органів повідомлені циркуляційним каналом, забезпеченим дросельним елементом, см. Патент РФ 2054604, кл. F 24 J 3/00 - прототип.

Даний теплогенератор має складну конструкцію, практично не дозволяє ефективно його виконувати для невеликих теплових потужностей. Установка нерухомого робочого органу на виході рухомого робочого органу призводить до спрацьовування всього напору робочого колеса на невеликій ділянці нерухомого робочого органу, що призводить до підвищеного його зносу.

Завданням даного винаходу є суттєве спрощення конструкції теплогенератора і технології його виготовлення до рівня, що забезпечує ефективність його застосування з приводними двигунами малої і середньої потужності, орієнтовно від 1,5 до 15 кВт при одночасному підвищенні надійності, спрощення умов експлуатації та ремонту.

Дане завдання вирішується тим, що робочі органи, щонайменше, один з яких пов'язаний з приводним двигуном, виконані у вигляді опозитно розташованих дисків, встановлених з гарантованим зазором між їх робочими торцями, забезпеченими прилеглими між собою канавками, виконаними по всій поверхні робочих торців. При цьому для інтенсифікації процесу утворення і схлопування кавітаційних каверн при русі рідини уздовж канавок і по щілині між дисками від осі до периферії канавки на взаємодіючих робочих торцях дисків виконані похило один до одного.

Крім того, для додаткової інтенсифікації процесу енерговиділення в разі виконання каналу між дисками з прохідним перетином, що збільшується з радіусом, а й для зниження споживання енергії на приведення дисків і забезпечення багаторазового процесу утворення і схлопування кавітаційних каверн при русі рідини від осі до периферії дисків, по щонайменше, в одному з дисків на його торці виконані наскрізні розташовані на одному або декількох різних радіусах отвори, що повідомляють робочий канал між дисками з порожниною корпусу.

Для цих же цілей дросселирующий елемент циркуляційного каналу встановлений безпосередньо на вході і / або виході междискових робочого каналу і виконаний зі змінним прохідним перетином по куту повороту рухомого диска, а по периферії дисків на виході з междискових робочого каналу встановлений додатковий щілинний кавітатор.

Для спрощення теплосистеми в цілому, прискорення її розігріву і забезпечення примусової циркуляції рідини в зовнішніх споживачів тепла (наприклад, теплообмінниках) за допомогою тих же дискових робочих органів в корпусі в периферійній зоні дії дисків розташовані прямий (відвідної) і зворотний (підводного) канали, підключення до теплообмінникам. До циркуляційного каналу і може бути підключений, щонайменше, один споживач тепла з регульованим по температурі дроселем.

Для підвищення питомої потужності і розвантаження опор приводу від осьових зусиль, щонайменше, один робочий орган-диск забезпечений канавками з обох його торців і розташований між робочими торцями інших двох дискових робочих органів.

Для забезпечення запуску та експлуатації теплогенератора після підключення його до теплосистеми в корпусі теплогенератора з боку неробочого торця диска виконана осесиметрична сепараційна камера, повідомлена з атмосферою для скидання повітря з системи і зниження насиченості робочої рідини розчиненим газом.

Для цілей отримання потоку теплого повітря корпус теплогенератора може бути забезпечений теплообмінними ребрами, які можуть бути виконані як вентиляторні лопатки при кінематичного зв'язку корпусу з приводним двигуном.

	На фіг. 1 - 7 наведено приклади виконання описуваного пристрою і його робочих органів. У корпусі 1, см. Фіг.1, закріплений нерухомий робочий орган-диск 2, опозитно якому встановлений обертовий рухливий робочий орган-диск 3, розташований з гарантованим зазором від диска 1. За радіусу цей зазор може бути постійним або змінним. На взаємодіючих торцях дисків 1 і 2 виконані прилягають один до одного канавки 5. Валом 6 диск 3 пов'язаний з приводним двигуном (не показаний). На рухомому диску 3 виконані наскрізні отвори 7, розташовані, наприклад, по торця диска в шаховому порядку і повідомляють канавки 5 з внутрішньою порожниною 8 корпусу 1. У корпусі 1 в периферійній зоні дії робочих органів 2 і 3 встановлені тангенціально розташовані прямий і зворотний канали-патрубки 9 і 10, повідомлені з зовнішніми теплообмінниками 11. З боку неробочого торця диска 3 в корпусі 1 виконана осесиметрична сепараційна камера 12, в даному варіанті конструкції відокремлена від отворів 7 розділової перегородкою 13 і повідомлена вертикальним каналом 14 з розширювальним бачком 15 системи теплопостачання.

Приклади виконання канавок 5 на торці диска представлені на фіг.2. Диски 2 і 3 можуть мати різні форми канавок і їх орієнтації на робочому торці або однакові і використовуватися в теплогенераторі в різних комбінаціях.

Найбільш переважні форми орієнтації канавок, коли канавки 5 і 5 'на взаємодіючих робочих горців дисків 2 і 3 виконані похило один до одного, см. Фіг.3, і складають між собою кут істотно більший нуля, що забезпечує створення в торцевому зазорі мережі робочих камер 16, 16 ', 16' '..., розташованих на різних радіусах дисків і обмежуються вихровими джгутами, що утворюються на крайках канавок 5 і 5' при їх відносному русі.

Вхід і вихід робочих органів 2, 3 повідомлені за допомогою циркуляційного каналу, в даному випадку проходить через порожнину 8 (див. Фіг.1) корпусу 1, зазор між перегородкою 13 і диском 3. Дросселирующий елемент, виконаний тут у вигляді каліброваних отворів 17 в центральній частини диска 3, і порожнину всмоктування 18 робочих органів.

ПРАЦЮЄ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР наступним чином

Після заповнення теплосистеми робочою рідиною, наприклад водою, і включення двигуна за рахунок обертання диска 3 через вал 6 відбувається циркуляція води між периферійним виходом їх робочих органів 2 і 3 і порожниною їх всмоктування 18. Одночасно за рахунок обертання рідини в периферійній зоні порожнини 8 здійснюється циркуляція води через цю порожнину, патрубки 9, 10 і теплообмінники 11. При цьому виділяється повітря поступово сепарується в камері 12 і виводиться вгору в бачок 15.

Додаткова циркуляція води в робочому каналі між дисками 2 і 3 здійснюється за рахунок перетікання води через канали 7 в диску 3. При відносному русі канавок в поле відцентрових сил утворюються інтенсивні вихори за всіма крайках мережі робочих камер 16. Кавітаційні каверни, які, переміщаючись по робочому каналу між дисками 2 і 3, періодично потрапляють в зони низького і високого тиску за рахунок зміни розміру самих камер, переміщення вихорів в площині дисків через змінні опору обмежують їх і щодо рухомих крайок канавок 5, 5 '. На весь процес і накладено високочастотні пульсації тиску, що виникають при колапсі кавітаційних каверн, а й за рахунок пульсацій витрати через канали 7 і зазор між дисками. В результаті відбувається інтенсивне тепловиділення і розігрів робочої рідини в теплосистеми. Процес пуску і зупинки вала 6, а й швидкість його обертання можуть регулюватися по температурі робочої рідини в теплосистеми і обігрівається.

На фіг. 4 представлений варіант виконання теплогенератора з рухомим диском 3, на обох торцях якого виконані робочі канавки 5 і який розташований між двома нерухомими дисками 19 і 19 ', Теплогенератор має два нагрівальних контуру, один з яких каналами 9, 10 повідомлений з зовнішнім теплообмінником 11, а другий в циркуляційному контурі містить теплообмінник 11 'і бойлер (тепловий акумулятор) 20 (з теплообмінником системи гарячого водопостачання з дроселем 21, виконаним регульованим по температурі в бойлері 20. При цьому з пониженням температури перетин дроселя 21 зменшується, що призводить до зниження тиску в порожнині 18 всмоктування, інтенсифікації процесів кавітації і тепловиділення і, отже, до прискорення розігріву бойлера 20.

З підвищенням температури і тиску насичених парів дросель 21 відкривається і підвищує тиск в порожнині всмоктування 18, одночасно збільшуючи витрату рідини в циркуляційному контурі. Підведення тепла до теплообмінника 11 регулюється дроселем 22, наприклад, по температурі в приміщенні. Для додаткової інтенсифікації кавітаційних процесів тут на виході робочого междискових каналу дисків 19 і 3 послідовно основному Дросселирующий елементу 17 циркуляційного каналу встановлений додатковий дросселирующий елемент 23, з перемінним перетином по куту повороту рухомого диска 3 (наприклад, з рядом вікон, розташованих по периферії елемента 23, виконаного у вигляді циліндричної гільзи). Така конструкція при роботі теплогенератора забезпечує змінність тиску в мережі робочих камер 16, 16 ', 16' ', ... в різних секторах робочого междискових каналу по куту повороту диска і інтенсифікації процесу тепловиділення.

На фіг.5 дан приклад виконання теплогенератора, де сепараційна камера 12 виконана з боку вала 6, а вал забезпечений лабіринтовим ущільненням 24 і стоянковим ущільненням 25. Замість лабіринтового ущільнення можливе застосування Імпеллерний ущільнення 26 на розділовій перегородці 13 камери 12. Отвори 7 в перегородці 13 покращують роботу импеллера як відцентрового сепаратора повітря. Застосування динамічних ущільнень по типу 24, 26 в сукупності зі стоянковим ущільненням забезпечує автоматичне видалення повітря з робочої рідини при простій конструкції теплогенератора.

В даному варіанті виконання додаткова інтенсифікація процесу тепловиділення досягається за рахунок періодичного зміни прохідного перетину дросселирующего елемента, виконаного у вигляді каліброваних отворів 17 на рухомому диску 3, перекриваються за кутом його повороту торцевого шайбою 27 з прохідними вікнами. Положення шайби 27 щодо отворів 17 може регулюватися вручну або автоматично. виконання зазору змінним при куті > 0 між торцями дисків сприяє інтенсифікації процесу колапсу кавітаційних каверн при накладенні пульсацій тиску.

На фіг.6 дан приклад теплогенератора для нагріву повітря за допомогою обдування ребер 28 нагрітого корпусу 1 теплогенератора. У показаному варіанті корпус 1 виконаний обертовим і жорстко пов'язаний з валом 6, а ребра корпусу виконані як вентиляторні лопатки, що забезпечують рух нагрітого повітря.

На фіг.7 в корпусі 1 обидва робочих органу - 29 і 30 - виконані обертовими в різні боки, наприклад, за допомогою двох двигунів 31 і 32, що дозволяє в широкому діапазоні регулювати теплопродуктивність теплогенератора. При відключенні одного з двигунів відповідний вал загальмовується гальмівним пристроєм 33 або 34, наприклад, виконаним у вигляді обгонів муфти.

Додаткові пульсації тиску в робочому междискових каналі тут досягається періодичним підключенням і відключенням отворів 7 до порожнини 8 корпусу 1 за рахунок відносного обертання дисків 29 і 30 щодо пазів 35 в торцевих стінках корпусу 1, гідравлічно повідомляють камеру 8 з порожниною всмоктування 18 робочих органів.

Для прискорення процесу схлопування кавітаційних каверн в робочому зазорі між дисками на їх виході розташовується кільцевої щілинний додатковий кавітатор, що підвищує тиск перед виходом робочої рідини з робочого зазору в камерах. 16, см. Фіг.3, і інтенсифікує загасання кавітаційних процесів в камері 8, при одночасному зниженні в ній робочого тиску.

Описаний теплогенератор має просту конструкцію, технологічний, робочі органи легко і без великих витрат замінюються при обслуговуванні та ремонті.

Теплогенератор легко пристосовується для використання в самих різних системах опалення та гарячого водопостачання, автоматично забезпечує запуск системи, має широкі можливості для peгулірованія температури і інтенсифікації процесу надлишкового енерговиділення.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Теплогенератор приводний кавітаційний, в корпусі якого розташовані відносно рухомі робочі органи, вхід і вихід яких гідравлічно повідомлені за допомогою циркуляційного каналу з дросселирующим елементом, який відрізняється тим, що робочі органи, щонайменше, один з яких пов'язаний з приводним двигуном, виконані у вигляді опозитно розташованих дисків, встановлених з гарантованим зазором між їх торцями, забезпеченими прилеглими між собою канавками, розташованими на взаємодіючих робочих торцях дисків похило один до одного.

2. Теплогенератор по п. 1, який відрізняється тим, що дросселирующий елемент циркуляційного каналу встановлено на вході і / або на виході междискових робочого каналу і виконаний зі змінним перетином по куту повороту рухомих робочих органів.

3. Теплогенератор за допомогою одного з пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що, щонайменше, в одному з дисків виконані наскрізні, розташовані, щонайменше, на одному радіусі, отвори, що повідомляють утворений торцями дисків і канавками робочий канал з порожниною корпусу.

4. Теплогенератор за допомогою одного з пп. 1-3, який відрізняється тим, що на периферії дисків на виході междискових робочого каналу встановлений додатковий кільцевої щілинний кавітатор.

5. Теплогенератор за допомогою одного з пп. 1-4, який відрізняється тим, що в корпусі розташовані пов'язані із зовнішніми споживачами тепла прямі і зворотні гідравлічні канали, що знаходяться під перепадом тиску, утвореним за рахунок відносного обертання дискових робочих органів.

6. Теплогенератор за допомогою одного з пп. 1-5, який відрізняється тим, що, щонайменше, один робочий орган забезпечений канавками з обох його торців і розташований між робочими торцями інших двох дискових робочих органів.

7. Теплогенератор за допомогою одного з пп. 1-6, який відрізняється тим, що в корпусі теплогенератора з боку неробочого торця диска виконана осесиметрична сепараційна камера, повідомлена з атмосферою.

8. Теплогенератор за допомогою одного з пп. 1-7, який відрізняється тим, що корпус теплогенератора забезпечений виконаними як вентиляторні лопатки теплообмінними ребрами і кінематично пов'язаний з приводним двигуном.

Версія для друку
Дата публікації 31.12.2006гг

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