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invention
Fédération de Russie Patent RU2247906

CHALEUR HYDRODYNAMIQUE

Nom de l'inventeur: Britvin LN (RU)
Le nom du titulaire du brevet: Limited Liability Company "TGM scientifique et Production Company" (RU)
Adresse pour la correspondance: 111673, Moscou, p / 60, OOO "FNP TGM"
Date de début du brevet: 30.12.2002

L'invention se rapporte à une chaleur cavitation vortex et peut être utilisé pour chauffer le fluide dans les systèmes hydrauliques à des fins diverses, mais aussi pour le mélange d'activation, de dispersion, de l'interaction chimique des substances, etc. Résumé de l'invention que le générateur de chaleur hydrodynamique configuré de liquide d'accélérateur ailette d'entraînement de la roue avec un petit espace garanti fixé dans le manchon annulaire ayant périphériquement disposé sur la sortie de liquide vers la roue à aubes canaux tangentiels reliant les roues frontales de sortie périphériques exécutées dans le manchon autour de chambres à tourbillon cylindriques roues à travers les fentes longitudinales dans leurs surfaces latérales. Ainsi, à la sortie de la chambre de tourbillonnement cylindrique fixé tuyère d'accélération se prolongeant dans la chambre de freinage, qui peut être réalisée en regard des sorties des chambres à tourbillon creux résonateurs. Divers roues de performance: roue centrifuge ouvert ou fermé à l'angle de sortie, de préférence supérieur à 90 °, des roues de vortex centrifuges, et diverses performances et vortex chambres et chambres de décélération. Le générateur proposé a une perte d'énergie minimale dans la formation workflow de vortex, fournit sensiblement faible et stable en termes de vortex et de cavitation, qui sont touchés par une perturbation à haute pression variable donnée, ce qui augmente généralement grandement son efficacité.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

La proposition concerne un cavitation vortex générateurs de chaleur pour chauffer le fluide dans les systèmes hydrauliques à des fins diverses, mais peut également être utilisé en tant que mélangeurs de liquides divers, la dispersion, la rupture des liaisons moléculaires dans des fluides complexes, des changements dans les propriétés physico - chimiques des fluides, etc.

Procédé pour produire de la chaleur par effet vortex de cavitation sur le liquide une pression variant périodiquement, voir le brevet №2054604 -. Homologue. Ce problème a été résolu par un dispositif comportant au moins deux roues centrifuges montées en série fixés sur eux avec des plaques perforées radialement annulaires qui interagissent avec la même plaque, fixée dans le boîtier, qui - L'utilisation d'un dispositif bien connu de la sirène de type.

Avec cette action sur le fluide d'une grande proportion de l'énergie hydraulique est perdue dans la formation de tourbillons désorganisée inefficace dans le corps principal de liquide (ce qui réduit considérablement la vitesse de rotation moyenne des cavités de vortex en les intégrant dans le processus de formation de tourbillons ajoutée significative par rapport massique de fluide fixe entourant l'espace de la sortie des plaques de coque perforées ) dans un espace à la sortie du générateur d'ultrasons - la sirène, il y a une usure assez rapide des plaques perforées radialement de ce générateur.

Connue et une source de chaleur Potapova YS, qui est réalisé sous la forme d' une chambre cylindrique, le flux dans lequel l'accélérateur de fluide de filage, fournissant une entrée de fluide tangentiel d'alimentation de la pompe centrifuge à la chambre à partir de son entrée mécanique. A la sortie de l'autre extrémité de la chambre à tourbillon est installée chambre de décélération d'écoulement, voir le brevet №2045715. - Prototype.

Ce dispositif protège la surface de la chambre de tourbillonnement et les canaux de fluide de l'accélérateur de dommages causés par la cavitation due à la formation de tourbillons assez strictement organisée, ce qui exclut, cependant, les éléments d'une chambre de frein à lame. D'autre part, avec une telle structure, il est impossible de réaliser un mouvement tourbillonnaire intense dans la chambre due à un grand canal tangentiel de la résistance hydraulique pour convertir la totalité du taux d'écoulement et de la pression de la tête de l'écoulement entrant dans la chambre à tourbillon de la vitesse de la pompe, mais également - et en raison de la perte d'énergie la pompe elle-même. En outre, la taille relativement grande de l'ensemble une chambre à vortex, en transformant toute l'énergie de travail de la pompe à turbine reliée à l'accélérateur liquide ne permet pas d'obtenir une vibration par ultrasons liquides de haute fréquence, fonctionne de façon optimale sur le produit dans une chambre de grand volume sensiblement différent en amplitude, la formation de vortex et cavitation rompt la continuité du liquide, ce qui rend généralement difficile d'augmenter davantage l'efficacité du générateur de chaleur.

A cet égard, le but de cette proposition est de réduire la perte d'énergie dans le processus de formation de tourbillons dans le fonctionnement des chambres de turbulence en même temps protéger les éléments de structure, y compris la chambre de freinage par cavitation, a et - à fournir une vitesse sensiblement plus élevée du liquide de rotation des chambres de turbulence à la structure uniforme des formations de tourbillons dans de petits volumes de liquides et améliorant ainsi l'activation du fluide de traitement par cavitation sous l'application de hautes fréquences formation de tourbillons fluctuations de pression. Ie le but de cette proposition est une augmentation de l'énergie et d'autres caractéristiques de fonctionnement du dispositif, l'extension du champ de leur utilisation éventuelle.

Ce problème est résolu par le fait que:

  • dans la source de chaleur de fluide, constitué d'au moins une chambre de tourbillonnement cylindrique qui communique avec le liquide d'accélérateur, en assurant son entrée tangentielle dans la chambre de turbulence cylindrique, puis à la chambre de freinage, l'accélérateur de liquide est conçu comme un entraînement de la roue à la périphérie de laquelle un petit intervalle garanti défini conformé à manchon annulaire autour d'une roue canaux tangentiels qui sont en communication de fluide avec le cylindre de roue exécuté autour de la chambre à vortex à travers les fentes latérales sur leurs surfaces cylindriques;
  • Sorties de la chambre de tourbillonnement cylindrique formée au moins à une extrémité d'entre eux au total pour la chambre de freinage;
  • Sortie de la chambre de turbulence dans la chambre de freinage cylindrique est formée dans sa partie radialement médiane;
  • longueur de la chambre tourbillonnaire cylindrique et les canaux tangentiels sont réalisés par exemple en proportion égale à la largeur de la pale de rotor à sa périphérie;
  • les sorties des chambres de turbulence cylindrique monté tuyère à section variable;
  • au moins une chambre de freinage est réalisé sous la forme d'une section transversale en forme de canal circulaire collecteur annulaire, dans lequel les entrées des chambres de turbulence sont disposés tangentiellement par rapport à ladite section transversale;
  • une chambre de freinage opposée à la cavité de la chambre à tourbillon, au moins une installation;
  • canaux tangentiels dans le manchon annulaire configuré pour unidirectionnel vortex tourbillonnant d'écoulement dans toutes les cellules;
  • canaux tangentiels dans le manchon annulaire adapté pour être dans des directions à contre-rotation des chambres à tourbillon adjacentes;
  • la roue d'entraînement est conçu comme un rotor de pompe centrifuge avec des aubes de préférence, l'angle de sortie formé supérieur à 90 °;
  • l'exécution de la roue à aubes avec double entrée, ouverte;
  • effectuer des aubes de type centrifuge à roue à aubes de tourbillonnement aux deux extrémités et placé entre la paroi de corps pourvue de rainures tourbillon génératrices, lesdites roues à aubes se croisent sur sa surface périphérique cylindrique qui coopère avec les canaux tangentiels;
  • largeur circonférentielle des lames à la sortie de la turbine est rendue égale ou supérieure à la largeur tangentielle du canal dans sa section d'entrée,
  • le canal d'entrée dans la turbine et un orifice de sortie pour shunter le générateur de chaleur formé par au moins un canal d'étranglement,
  • la chambre de freinage est conçu comme une volute de pompe centrifuge.

1 et 4 sont des exemples du dispositif proposé.

CHALEUR HYDRODYNAMIQUE CHALEUR HYDRODYNAMIQUE
CHALEUR HYDRODYNAMIQUE

source de chaleur hydrodynamiques se compose d'un accélérateur liquide conçu comme une roue d'entraînement à palettes 1, voir la figure. 1, l'ensemble garanti un petit espace dans le manchon annulaire 2 autour de la roue 1 canaux tangentiels exécutés 3, voir figure. 2, qui est hydrauliquement communiqué avec exécuté autour du cylindre de roue 4 par l'intermédiaire des chambres à tourbillon sur la surface latérale de rainure des chambres cylindriques.

La surface annulaire de la douille 2 interagissent avec la surface périphérique de la roue 1 peut être cylindrique ou conique. Dans ce dernier cas, est facile à réaliser l'ajustement de l'écart entre lesdites surfaces 6 cales Installation entre le boîtier 7 et le manchon d'extrémité 2. Utilisation de l'entraînement du rotor peut être ouverte, ce qui simplifie la construction, ou fermé, comme représenté sur les figures 1 et 3, à savoir - Revêtement avec des disques 8 et 8 *, ce qui réduit la perte de la roue et améliore sa tête de pression.

Exiting chambres à tourbillon de fluide hydraulique mis en oeuvre dans une chambre de freinage 9 et peuvent être configurés avec au moins une de leur extrémité, voir la figure. 1. La figure 3 montre un mode de réalisation avec deux générateurs de chaleur disposé à l'opposé les uns des autres chambres de freinage 9 et 9 * tourbillon destiné à recevoir un écoulement de fluide à partir des deux extrémités des chambres à tourbillon 4.

La longueur (longueur) de la chambre à vortex est réalisée en rapport avec la largeur de la roue 1, voir fig. 1 et 3, à savoir leur longueur est proportionnelle aux paramètres de conception de la partie de sortie de la roue à aubes, en particulier, dans le mode de réalisation de la figure 3, la longueur des chambres à tourbillon cylindrique égale à la hauteur des pales à la périphérie de la roue 1. En général, rationnelle, que la longueur des chambres à tourbillon 4 ne dépasse pas la hauteur des pales de la turbine 1 a, de 3,2 fois. La longueur des fentes latérales dans la surface cylindrique de la chambre de giration 4, i.e. section de sortie tangentielle du canal 3, de préférence égale à la hauteur des pales de rotor à sa périphérie.

freinage chambre hydraulique 9 communique avec un canal de sortie hydraulique externe 10 par le biais du générateur de chaleur, mais aussi l'entrée 11 dans la roue 1 par la dérivation, par exemple, un étranglement réglable 12, et un étranglement à travers les canaux 13 entre les faces d'extrémité de la turbine 1 et l'enveloppe du générateur de chaleur.

9, la chambre de freinage (9 *) et chambres à tourbillon 3 peut être réglé accélérateur buse axisymétrique de section variable, par exemple, 14 et 14 *, voir Fig. 3. Ces buses peuvent être formés d'un seul tenant avec la bague et le moyeu 2 et de quatre caméras.

chambre de décélération 9 et / ou d'effectuer rationnelle * 9 comme une section transversale en forme de canal circulaire collecteur annulaire, voir la Fig. 1, dans lequel les entrées des chambres de turbulence 4 sont disposés tangentiellement par rapport à ladite section transversale, ce qui empêche sensiblement la surface de cavitation de freinage de la chambre.

La chambre de freinage conduit-réservoir annulaire 9 peut être formé avec une surface de section transversale variable le long du canal, par exemple sous la forme de rétraction spirale de la pompe turbine entrée centrifuge ouverte et bilatérale de liquide (partie de la roue avant non représentée). Voir la figure. 4. Et la figure 4 montre un mode de réalisation avec deux bagues canaux annulaires soutirage de liquide à partir des chambres à tourbillon 4, faites dans la partie centrale de celui-ci, tel qu'un radial annulaire fendu 15, dont la sortie peut être réglée et la buse à fente annulaire, voir Fig. 4 . Et peut-être chaque message individuellement des chambres à tourbillon 4 avec la chambre 9 à travers des ouvertures radiales, y compris buses équipant le type de buses 14, 14 *, voir Fig. 3.

Au moins une chambre de freinage 9 en regard d'au moins une chambre de tourbillonnement 4 peut être réglée à une cavité 17, voir Fig. 3. Ces résonateurs remplir efficacement de manière symétrique sur la circonférence opposée à la totalité ou une partie des chambres de turbulence 4. 5 17 * résonateurs sont sous la forme d'borgnes des fentes d'espace annulaire dans le carter du générateur de chaleur combinant vortex circule sortant de l'ensemble des chambres à tourbillon 4, ce qui simplifie la conception et de façon rationnelle pour activer, par exemple, les processus chimiques liquides compositions complexes a et - un boîtier protège l'appareil de la cavitation de la surface de freinage.

En fonction des problèmes de périphériques résolus canaux tangentiels 3 dans le manchon annulaire 2 disposé à unidirectionnel tourbillonnement de l'écoulement tourbillonnaire dans toutes les chambres 4, voir la Fig. 2, le secteur désigné angle q, ou avec possibilité de sens de rotation multidirectionnels des chambres à tourbillon adjacentes voir. angle de secteur z désigné.

Pour augmenter l'intensité de l'écoulement tourbillonnaire dans la chambre à tourbillon en aval de l'angle des pales 16, l'accélérateur de liquide de roue efficacement effectuer plus de 90 °, ce qui permet d'augmenter le débit dans le canal d'admission tangentielle d'écoulement, tandis que la coïncidence de la direction sortant de la roue avec la direction du canal d'écoulement tangentiel. Cependant, le rotor peut être utilisé avec de plus petits angles de 90 °, comme cela est courant dans la plupart des rotors de pompes centrifuges.

Pour améliorer encore les processus de energovydelyayuschih dans le liquide peut effectuer le canal tangentielle sur les roues de largeur de lame de circonférence périphériques égale ou supérieure largeur 3 dans sa section d'entrée qui fournit un chevauchement périodique des canaux tangentiels et la rupture périodique de la continuité de l'écoulement de vortex dans les chambres à tourbillon 4, puis, lors de l'ouverture de la tangentielle canal, l'augmentation de la pression de choc sur l'axe de la chambre à tourbillon.

Le même problème peut consister à réaliser la plaque perforée de la roue faisant saillie au-delà du diamètre extérieur et périodiquement par la rotation de la roue de sortie des canaux se chevauchant des chambres à tourbillon 4, qui est structurellement simple à réaliser dans le mode de réalisation de la figure 1. Toutefois, ladite plaque perforée est rapidement détruite et donc son utilisation est pratiquement pas rationnel.

Pour augmenter l'influence cavitation-vortex intensification sur la structure de la roue fluide de travail 1 efficacement réalisé avec tourbillon centrifuge avec un nombre accru de lames 16 de faible hauteur sur les deux côtés de l'extrémité de la roue 1 * cm. 5. Cette roue située entre la fin de parois de l'armoire, équipée de tourbillons générant des rainures 18. Ces entraînement des lames de roue * 1 sont faits qui deviennent sa surface cylindrique périphérique 19 qui coopère avec les canaux tangentiels 3. L'effet combiné du type à roue vortex centrifuge, et les chambres à tourbillon 4 augmente encore l'effet sur la la structure fluide et énergie spécifique en elle.

OEUVRES décrit un dispositif SUIT

Lors de la rotation du fluide liquide turbine 1 accélérateur pour quitter directement le canal de la roue à une vitesse élevée et une direction prédéterminée, les lames 16 (à savoir, sans changer la direction du vecteur vitesse) alimentée directement (avec une perte minimale d'énergie) dans les canaux tangentiels 3 et 3 *, et par écartement de fente latérale 4 à l'intérieur de ces chambres les chambres cylindriques, en leur fournissant intense du fluide de filage, ce qui conduit à la rupture par des chambres de liquide axe 4. par exemple, à la périphérie de ces chambres 10,7 mm vitesse de fluide de diamètre peut être 200.000 tr / min ou plus en vertu des paramètres normaux, les roues. La vitesse de rotation multipliée par la sortie du fluide à travers le cône axialement symétrique (convergent) ou convergente buse diffuseur 14 (14 *) qui se forme dans la chambre (s) de la cavité de vortex de freinage faible et stable volume de fluide à des vitesses moyennes élevées. Lors du freinage, la chambre 9 cavités de vortex à leur imposant une haute pression pulsée générée par les résonateurs, interrompent entrant dans la chambre de vortex 4 flux, et et - des ondes de choc, qui a lieu pendant le processus de cavitation, il y a un impact intense sur la structure du liquide et de l'énergie dans le courant de fluide . Fait important, dans ce dispositif, la chambre de freinage ne peut pas contenir des lames facilement usés spéciaux (comme dans le prototype) pour influencer les courants de Foucault, car en raison de faibles quantités de cavités de vortex et la vitesse du fluide extrêmement élevée de rotation dans celle-ci un transfert d'énergie à forte intensité de l'écoulement de ces cavités fluide environnant par des forces moléculaires de cohésion.

Les avantages de cette solution technique est sa simplicité structurelle et de durabilité, les pertes d'énergie interne minimale dans la transmission de l'énergie mécanique provenant du moteur à fluide d'entraînement, la possibilité de réaliser le générateur de chaleur, comprenant en outre les caractéristiques suivantes: le mélangeur, un réacteur chimique, un agent dispersant, etc. gomogenezatora, sur la base des pompes centrifuges disponibles dans le commerce dans une large gamme de puissance des moteurs d'entraînement.

REVENDICATIONS

1. Source de chaleur hydrodynamique constitué d'au moins une de la chambre de turbulence cylindrique communiquant avec un accélérateur liquide qui fournit son entrée tangentielle dans la chambre de turbulence cylindrique, la sortie à partir de laquelle la chambre de freinage est installé, en communication fluidique avec le passage de sortie du générateur de chaleur, caractérisé en ce que l'accélérateur de liquide l'entraînement est conçu comme une roue à aubes, qui est la circonférence assurée par un petit intervalle à partir du manchon annulaire monté autour de la roue est assuré canaux tangentiels qui sont en communication de fluide avec le cylindre de roue exécuté autour de la chambre à vortex à travers les fentes latérales sur leur surface cylindrique.

2. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sorties des chambres de turbulence cylindrique formé dans la chambre de freinage avec au moins une extrémité d'entre eux au total pour la chambre de freinage.

3. Générateur thermique hydrodynamique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie d'une chambre de turbulence cylindrique est formé radialement dans sa partie médiane.

4. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 1 et 3, caractérisé en ce que la longueur de la chambre tourbillonnaire cylindrique et les canaux tangentiels sont réalisés sous l'eau en proportion, par exemple, égale à la largeur de la roue à la périphérie de celle-ci.

5. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 1-4, caractérisé en ce que les sorties des chambres de turbulence cylindrique monté tuyère à section variable.

6. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 2-5, caractérisée en ce qu 'au moins une chambre de freinage est réalisée sous forme d'une section transversale en forme de canal circulaire collecteur annulaire, dans lequel les entrées des chambres de turbulence sont disposés tangentiellement par rapport à ladite section.

7. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 2-6, caractérisée en ce que la chambre de freinage en regard du canal de sortie par au moins une cavité de la chambre à tourbillon est installé.

8. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 1-7, caractérisé en ce que les canaux tangentiels dans le manchon annulaire configuré pour unidirectionnelles chambres de tourbillonnement de l'écoulement de vortex dans l'ensemble.

9. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 1-7, caractérisé en ce que les canaux tangentiels dans le manchon annulaire adapté pour être dans des directions à contre-rotation des chambres à tourbillon adjacentes.

10. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 1-9, caractérisée en ce que l'entraînement est conçu comme une roue à aubes d'une roue mobile de pompe centrifuge avec des aubes de préférence angle de sortie formé de grands 90 °.

11. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 1-9, dans lequel le rotor est disposé entrée bilatérale ouverte.

12. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 1-9, caractérisée en ce que la centrifuge de la turbine réalisée type vortex avec des lames aux deux extrémités et placé entre la paroi du corps muni de vortex rainures de génération, avec lesdites roues d'aubes qui deviennent formées sur sa surface périphérique cylindrique qui coopère avec les canaux tangentiels.

13. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 1 à 12, caractérisé en ce que la largeur des lames sur le cercle périphérique à la sortie de la turbine est rendue égale ou supérieure à la largeur tangentielle du canal dans sa section d'entrée.

14. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 1-13, dans lequel le canal d'entrée dans la turbine et un orifice de sortie pour shunter générateur de chaleur formé par au moins un canal d'étranglement.

15. Le générateur de chaleur hydrodynamique selon la revendication. 1-14, caractérisé en ce que la chambre de freinage est conçu comme une volute de pompe centrifuge.

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Date de publication 30.12.2006gg