×
27.02.2013
216.012.2c09

ТЕПЛООБМЕННИК

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002476800
Дата охранного документа
27.02.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве подогревателя сетевой и горячей воды. В теплообменнике, содержащем кожух с подводящим и отводящим патрубками, с закрепленной внутри него трубчатой системой, с подводящим и отводящим патрубками, демпферно-упругие элементы и ударный узел, трубчатая система выполнена из двух и более змеевиковых труб с прямолинейными начальными и конечными участками, ударный узел выполнен с каналом выхода, коромыслом с осью качения и каналами входа с ударными клапанами на штоках в количестве змеевиковых труб, каждый из каналов входа соединен с каналом выхода через расположенные в них ударные клапаны на штоках, которые установлены с возможностью возвратно-поступательного движения между каналами входа и каналом выхода ударного узла и связанных с плечами коромысла, расположенного с осью качения в канале выхода ударного узла, прямолинейные начальные участки змеевиковых труб трубчатой системы подключены к подводящему патрубку трубчатой системы через демпферно-упругие элементы, а прямолинейные конечные участки змеевиковых труб подключены к соответствующим каналам входа ударного узла. Технический результат - повышение энергоэффективности теплообменника путем интенсификации теплопередачи, снижение металлоемкости и увеличение межремонтного срока эксплуатации. 1 ил.
Основные результаты: Теплообменник, содержащий кожух с подводящим и отводящим патрубками, с закрепленной внутри него трубчатой системой, с подводящим и отводящим патрубками, демпферно-упругие элементы, ударный узел, отличающийся тем, что трубчатая система выполнена из двух и более змеевиковых труб с прямолинейными начальными и конечными участками, ударный узел выполнен с каналом выхода, коромыслом с осью качения и каналами входа с ударными клапанами на штоках в количестве змеевиковых труб, при этом каждый из каналов входа соединен с каналом выхода через расположенные в них ударные клапаны на штоках, которые установлены с возможностью возвратно-поступательного движения между каналами входа и каналом выхода ударного узла и связанных с плечами коромысла, расположенного с осью качения в канале выхода ударного узла, причем прямолинейные начальные участки змеевиковых труб трубчатой системы подключены к подводящему патрубку трубчатой системы через демпферно-упругие элементы, а прямолинейные конечные участки змеевиковых труб подключены к соответствующим каналам входа ударного узла.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в конструкциях рекуперативных теплообменных аппаратов, преимущественно в системе теплоснабжения - в качестве подогревателя сетевой и горячей воды.

Известен кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух с расположенными в нем теплообменными трубами, поперечными и продольными перегородками, трубные доски, образующие с кожухом межтрубное пространство, компенсатор, выполненный на кожухе, имеющую внутреннюю перегородку камеру подачи среды в трубы и отвода из них и камеру поворота среды, теплообменник выполнен с возможностью организации движения сред по трубному и межтрубному пространствам в 2 или 4 хода и секционирования, продольная перегородка кожуха выполнена плоской или крестообразной, а поперечные и продольная перегородки кожуха снабжены уплотнениями (см. патент RU №2232940 «Кожухотрубный теплообменник», опубл. 20.07.2004 г.).

Недостатками данного кожухотрубного теплообменника является то, что расположенные в нем для интенсификации теплообмена поперечные и продольные перегородки при постоянной стационарной подаче теплоносителя являются не только источником повышенного гидравлического сопротивления, но и увеличивают склонность теплообменника к образованию наносов и отложений на его внутренней поверхности, относительно большая металлоемкость при обеспечении заданной эффективности.

Известен теплообменник, содержащий корпус с подводящим штуцером и отводящей трубой и размещенную в его полости трубу, выполненную в виде змеевика с прямолинейными начальным и конечным участками, подключенными к подводящему штуцеру и отводящей трубе, корпус выполнен в виде сифона, наполняемого горячей водой из сливной трубы, а змеевик изготовлен из медной трубы с высокой теплоотдачей, навитой пружиной, и соединен с одной стороны через вентиль с подводящей трубой холодной воды, а с другой через трехходовой кран с циркуляционной емкостью, приваренной к электродвигателю, к циркуляционной емкости приварена труба, соединенная через резиновое соединение с накопительной емкостью, к верхней части которой приварена медная труба, врезанная в верхнюю часть циркуляционной емкости и припаянная оловянистым припоем к действующему теплообменнику холодильника, причем змеевик через трехходовой кран может быть соединен с теплообменником газовой колонки (см. патент RU №2410607 «Теплообменник», опубл. 10.04.2009 г.).

Недостатками данной конструкции являются низкий коэффициент теплопередачи в теплообменнике между греющей и нагреваемой средой, отсутствие эффекта самоочищения внутренних пространств циркуляции теплоносителей.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является теплообменник, содержащий кожух с подводящим и отводящим патрубками, с закрепленной внутри него трубчатой системой с подводящим и отводящим патрубками, трубчатая система соединена с ее подводящим и отводящим патрубками внутри кожуха через демпферно-упругие элементы и содержит ограничитель хода вынужденных колебаний, установленный на внутренней поверхности трубчатого кожуха, причем в отводящем патрубке трубчатой системы установлен ударный узел (см. патент RU №95814 «Теплообменник», опубл. 10.07.2010 г.).

Устройство данного теплообменника характеризуется относительно малой эффективностью и низкой надежностью из-за узкого диапазона частоты работы ударного узла и сложной настройки частоты (амплитуды) вынужденных колебаний трубчатой системы, демпферно-упругие элементы теплообменника не позволяют наиболее полно использовать эффект гидравлического удара и обладают склонностью на разрыв.

Технический результат заключается в повышении энергоэффективности теплообменника путем интенсификации осуществляемого в нем процесса теплопередачи между греющей и нагреваемой средой, относительном снижении металлоемкости конструкции при обеспечении заданной тепловой нагрузки и увеличении межремонтного срока эксплуатации за счет реализации эффекта самоочищения внутренних пространств циркуляции греющей и нагреваемой сред.

Технический результат достигается за счет того, что в теплообменнике, содержащем кожух с подводящим и отводящим патрубками, с закрепленной внутри него трубчатой системой, с подводящим и отводящим патрубками, демпферно-упругие элементы и ударный узел, трубчатая система выполнена из двух и более змеевиковых труб с прямолинейными начальными и конечными участками, ударный узел выполнен с каналом выхода, коромыслом с осью качения и каналами входа с ударными клапанами на штоках в количестве змеевиковых труб, каждый из каналов входа соединен с каналом выхода через расположенные в них ударные клапаны на штоках, которые установлены с возможностью возвратно-поступательного движения между каналами входа и каналом выхода ударного узла и связанных с плечами коромысла, расположенного с осью качения в канале выхода ударного узла, прямолинейные начальные участки змеевиковых труб трубчатой системы подключены к подводящему патрубку трубчатой системы через демпферно-упругие элементы, а прямолинейные конечные участки змеевиковых труб подключены к соответствующим каналам входа ударного узла.

Схема теплообменника представлена на чертеже (фиг.1).

Теплообменник содержит кожух 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками, с закрепленной внутри него трубчатой системой 4, с подводящим 5 и отводящим 6 патрубками, демпферно-упругие элементы 7, ударный узел 8, трубчатая система 4 выполнена из двух (и более) змеевиковых труб 9 с прямолинейными начальными 10 и конечными 11 участками.

Количество, материал, а также тепловые и гидравлические характеристики змеевиковых труб 9 определяются заданной тепловой производительностью и назначением теплообменника.

Ударный узел 8 выполнен с каналом выхода 12, коромыслом 13 с осью качения 14 и каналами входа 15 с ударными клапанами 16 на штоках 17 в количестве змеевиковых труб 9.

При этом каждый из каналов входа 15 соединен с каналом выхода 12 через расположенные в них ударные клапаны 16 на штоках 17, которые установлены с возможностью возвратно-поступательного движения между каналами входа 15 и каналом выхода 12 ударного узла 8 и связанных с плечами коромысла 13, расположенного с осью качения 14 в канале выхода 12 ударного узла 8.

Прямолинейные начальные участки 10 змеевиковых труб 9 трубчатой системы 4 подключены к подводящему патрубку 5 трубчатой системы 4 через демпферно-упругие элементы 7, а прямолинейные конечные участки 11 змеевиковых труб 9 подключены к соответствующим каналам входа 15 ударного узла 8.

Теплообменник работает следующим образом (см. фиг.1).

Изначально осуществляют заполнение греющей и нагреваемой средой соответствующих пространств теплообменника, при этом одна из них подается непосредственно в сам кожух 1 через его подводящий 2 и отводящий 3 патрубки, а вторая через подводящий патрубок 5 трубчатой системы 4 распределяется по демпферно-упругим элементам 7 и по соответствующим начальным участкам 10 поступает в змеевиковые трубы 9 трубчатой системы 4, затем, двигаясь по конечным участкам 11 змеевиковых труб 9, поступает к соответствующим каналам входа 15 ударного узла 8 и через ударные клапаны 16 на штоках 17 достигает канала выхода 12 и отводящего патрубка 6 трубчатой системы 4.

Далее обеспечивают циркуляцию греющей и нагреваемой сред и запуск (если он к тому времени автоматически не состоялся) процесса попеременной генерации гидравлических ударов в змеевиковых трубах 9, что может быть обеспечено поворотом коромысла 13 относительно его оси качения 14, например, путем однократного воздействия на его плечо рычагом (на схеме не указан) или же другим способом перекрытия подачи среды через один из ударных клапанов 16.

При этом весь поток среды, движущейся в трубчатой системе 4, естественно поступает к открытому ударному клапану 16 и стремится увлечь его за собой воздействием собственной скорости истечения из открытого канала входа 15 в канал выхода 12 ударного узла 8 и, когда это воздействие окажется достаточным, ударный клапан 16 закроется, а в мгновенно закрытом канале входа 15 возникнет явление гидравлического удара, положительная волна распространения которого будет направлена к подводящему патрубку 6 трубчатой системы 4, но в то же время встречно к сформировавшемуся импульсу количества движения среды и ограничивающей ее змеевиковой трубы 9, которая под его воздействием содрогаясь и изменяя свое межвитковое расстояние, за счет податливости демпферно-упругого элемента 7, во внутреннем пространстве кожуха 1, заполненного второй средой, обеспечит дополнительную турбулизацию движущихся и теплообменивающихся сред в теплообменнике, а следовательно, интенсификацию теплопередачи между ними относительно общей поверхности теплопередачи.

При этом теперь уже полностью закрытый один из ударных клапанов 16 воздействием своего штока 17 на одно плечо коромысла 13 с осью качения 14 обеспечит противоположным плечом полное открытие другого ударного клапана 16 со штоком 17 в соответствующем канале входа 15 ударного узла 8 и циркуляцию среды в трубчатой системе 4 при ее движении из этого открытого канала входа 15 в канал выхода 12 ударного узла 8, а как только сгенерированный к тому времени гидравлический удар достигнет подводящего патрубка 6 трубчатой системы 4, то, отразившись от открытого для движущейся среды проходного канала, образованного демпферно-упругим элементом 7, змеевиковой трубой 9 с ее начальным 10 и конечным 11 участками, открытыми каналом входа 15 и каналом выхода 12 ударного узла 8, исчезнет.

После того как движущаяся из канала входа 15 в канал выхода 12 среда закроет ударный клапан 16, процесс интенсифицированного теплообмена повторится в описанной выше последовательности и будет попеременно осуществляться в змеевиковых трубах 9 с соответствующими начальными 10 и конечными 11 участками и демпферно-упругими элементами 7 до тех пор, пока будет присутствовать подача греющей и нагреваемой сред через теплообменник.

Элементы трубчатой системы 4 со змеевиковыми трубами 9 и соответствующими начальными 10 и конечными 11 участками, демпферно-упругими элементами 7 для сокращения габаритных размеров конструкции теплообменника конструктивно могут быть расположены соосно и радиально расположены относительно друг друга с различным радиусом и шагом навивки змеевиковых труб 9, но при этом, для обеспечения устойчивой работы ударного узла 8 и получения наибольшей эффективности работы теплообменника, должно быть реализовано равенство импульсов количества движения среды в соответствующих сочетаниях этих элементов, что достигается подбором одинакового суммарного объема их заполнения греющей (нагреваемой) средой и/или регулированием жесткости демпферно-упругих элементов 7.

Такая конструкция теплообменника позволяет обратимо использовать подводящий 2 и отводящий 6 патрубки кожуха 1 с подводящим 5 и отводящим 6 патрубками трубчатой системы 4 для греющей и нагреваемой сред, каждая из которых может быть использована в качестве рабочей среды ударного узла 8 и направлена в змеевиковые трубы 9 трубчатой системы 4 или во внутреннее пространство кожуха 1 в зависимости от назначения использования теплообменника.

Данная конструкция теплообменника позволяет не менее чем на 25% интенсифицировать процесс теплообмена между греющей и нагреваемой средами за счет увеличения степени турбулизации их потоков, чем достигается относительное снижение металлоемкости конструкции при обеспечении заданной тепловой нагрузки и реализуется эффект самоочищения внутренних пространств циркуляции греющей и нагреваемой сред, что также позволяет увеличить межремонтный срок эксплуатации теплообменника от 2 до 5 раз.

Теплообменник, содержащий кожух с подводящим и отводящим патрубками, с закрепленной внутри него трубчатой системой, с подводящим и отводящим патрубками, демпферно-упругие элементы, ударный узел, отличающийся тем, что трубчатая система выполнена из двух и более змеевиковых труб с прямолинейными начальными и конечными участками, ударный узел выполнен с каналом выхода, коромыслом с осью качения и каналами входа с ударными клапанами на штоках в количестве змеевиковых труб, при этом каждый из каналов входа соединен с каналом выхода через расположенные в них ударные клапаны на штоках, которые установлены с возможностью возвратно-поступательного движения между каналами входа и каналом выхода ударного узла и связанных с плечами коромысла, расположенного с осью качения в канале выхода ударного узла, причем прямолинейные начальные участки змеевиковых труб трубчатой системы подключены к подводящему патрубку трубчатой системы через демпферно-упругие элементы, а прямолинейные конечные участки змеевиковых труб подключены к соответствующим каналам входа ударного узла.
ТЕПЛООБМЕННИК
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 20 items.
10.06.2013
№216.012.4970

Ударный узел

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для создания импульсного режима течения жидкости. Ударный узел, включающий корпус, состоящий из двух частей, в каждой из которых выполнены входное и выходное отверстия, центрирующий шток, вставленный во втулки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484380
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.01.2014
№216.012.9508

Способ преобразования тепловой энергии в механическую и устройство для его осуществления

Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую содержит термочувствительное рабочее тело в виде двух теплоаккумулирующих материалов, расположенных в отдельных теплоизолированных цилиндрических корпусах регенеративных теплообменников. Теплоаккумулирующие материалы выполнены из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503846
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.03.2014
№216.012.aece

Система теплоснабжения и способ организации ее работы

Изобретение относится к энергетике. Система теплоснабжения включает теплогенератор, утилизационную установку, потребителя, прямую магистраль, по которой нагретая в теплогенераторе вода подается потребителю, обратную магистраль, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510465
Дата охранного документа: 27.03.2014
20.02.2015
№216.013.29ef

Прибойный гидравлический таран

Изобретение относится к области гидравлики и может быть использовано для подъема воды в прибрежных зонах океанов, морей, крупных озер и водоемов. Прибойный гидравлический таран содержит питательную трубу 1, один конец которой размещен у водоема с возможностью ее периодического заполнения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542192
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2edd

Тепловой пункт

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения. В тепловом пункте, содержащем подающий и обратный трубопроводы тепловой сети, подающий и обратный трубопроводы системы теплопотребления, присоединенные по независимой схеме к трубопроводам тепловой сети...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543465
Дата охранного документа: 27.02.2015
20.04.2015
№216.013.4159

Ударный узел

Изобретение относится к области гидрогазодинамики и может быть использовано в устройствах, использующих в своей работе явление гидравлического удара, а также для интенсификации теплообмена в теплоэнергетических установках. Ударный узел включает корпус с двумя каналами входа рабочей среды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548227
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.4165

Система жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов

Изобретение относится к области приборостроения, теплоснабжения и холодоснабжения, где может найти применение в системах термостатирования с жидким теплоносителем. Сущность изобретения заключается в том, что в системе жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов, включающей циркуляционный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548239
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.08.2015
№216.013.6a33

Ударный узел

Узел предназначен для создания импульсного режима движения жидкости. Узел содержит корпус с двумя входными и выходным отверстиями, входные отверстия расположены оппозитно и выполнены соосно вдоль центрирующего штока, установленного в цилиндрическом корпусе с жестко закрепленными на его торцах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558740
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6c14

Теплогенерирующая установка

Изобретение относится к теплоэнергетике, где может быть использовано в системах теплоснабжения. Сущность изобретения в том, что теплогенерирующая установка, содержащая паровые котлы высокого и низкого давления с трубопроводами отбора пара, два деаэратора с трубопроводами подвода греющей среды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559226
Дата охранного документа: 10.08.2015
27.09.2015
№216.013.7e5d

Теплообменник

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в рекуперативных теплообменниках. Теплообменник содержит внешнюю трубу с подводящим и отводящим патрубками греющей среды и вставленную в нее внутреннюю трубу с подводящим и отводящим патрубками нагреваемой среды, в межтрубном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563946
Дата охранного документа: 27.09.2015
Showing 1-10 of 38 items.
10.06.2013
№216.012.4970

Ударный узел

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для создания импульсного режима течения жидкости. Ударный узел, включающий корпус, состоящий из двух частей, в каждой из которых выполнены входное и выходное отверстия, центрирующий шток, вставленный во втулки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484380
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.01.2014
№216.012.9508

Способ преобразования тепловой энергии в механическую и устройство для его осуществления

Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую содержит термочувствительное рабочее тело в виде двух теплоаккумулирующих материалов, расположенных в отдельных теплоизолированных цилиндрических корпусах регенеративных теплообменников. Теплоаккумулирующие материалы выполнены из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503846
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.03.2014
№216.012.aece

Система теплоснабжения и способ организации ее работы

Изобретение относится к энергетике. Система теплоснабжения включает теплогенератор, утилизационную установку, потребителя, прямую магистраль, по которой нагретая в теплогенераторе вода подается потребителю, обратную магистраль, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510465
Дата охранного документа: 27.03.2014
20.02.2015
№216.013.29ef

Прибойный гидравлический таран

Изобретение относится к области гидравлики и может быть использовано для подъема воды в прибрежных зонах океанов, морей, крупных озер и водоемов. Прибойный гидравлический таран содержит питательную трубу 1, один конец которой размещен у водоема с возможностью ее периодического заполнения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542192
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2edd

Тепловой пункт

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения. В тепловом пункте, содержащем подающий и обратный трубопроводы тепловой сети, подающий и обратный трубопроводы системы теплопотребления, присоединенные по независимой схеме к трубопроводам тепловой сети...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543465
Дата охранного документа: 27.02.2015
20.04.2015
№216.013.4159

Ударный узел

Изобретение относится к области гидрогазодинамики и может быть использовано в устройствах, использующих в своей работе явление гидравлического удара, а также для интенсификации теплообмена в теплоэнергетических установках. Ударный узел включает корпус с двумя каналами входа рабочей среды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548227
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.4165

Система жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов

Изобретение относится к области приборостроения, теплоснабжения и холодоснабжения, где может найти применение в системах термостатирования с жидким теплоносителем. Сущность изобретения заключается в том, что в системе жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов, включающей циркуляционный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548239
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.08.2015
№216.013.6a33

Ударный узел

Узел предназначен для создания импульсного режима движения жидкости. Узел содержит корпус с двумя входными и выходным отверстиями, входные отверстия расположены оппозитно и выполнены соосно вдоль центрирующего штока, установленного в цилиндрическом корпусе с жестко закрепленными на его торцах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558740
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6c14

Теплогенерирующая установка

Изобретение относится к теплоэнергетике, где может быть использовано в системах теплоснабжения. Сущность изобретения в том, что теплогенерирующая установка, содержащая паровые котлы высокого и низкого давления с трубопроводами отбора пара, два деаэратора с трубопроводами подвода греющей среды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559226
Дата охранного документа: 10.08.2015
27.09.2015
№216.013.7e5d

Теплообменник

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в рекуперативных теплообменниках. Теплообменник содержит внешнюю трубу с подводящим и отводящим патрубками греющей среды и вставленную в нее внутреннюю трубу с подводящим и отводящим патрубками нагреваемой среды, в межтрубном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563946
Дата охранного документа: 27.09.2015
+ добавить свой РИД