RU147387U1

RU147387U1 - DEVICE FOR CREATING PULSATIONS OF HEAT CARRIERS IN HEAT EXCHANGE DEVICES

Info

Publication number: RU147387U1
Application number: RU2014123224/06U
Authority: RU
Inventors: Айгуль Ильгизаровна Хайбуллина; Айдар Рафаэлевич Хайруллин; Алексей Александрович Синявин; Владимир Кузьмич Ильин
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2014-11-10

Abstract

1. Устройство для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах, установленное на теплообменник и содержащее генератор пневматических импульсов, соединенный с пульсационной камерой, гидроаккумулятор, входные трубопроводы горячей и холодной среды, выходные трубопроводы горячей и холодной среды, при этом указанные трубопроводы соединены с теплообменником, пульсационная камера соединена с выходным трубопроводом холодной среды, а гидроаккумулятор соединен с входным трубопроводом холодной среды, отличающееся тем, что в гидроаккумулятор и пульсационную камеру между жидкостью и газовой подушкой дополнительно установлен упругий элемент в виде мембраны, а на выходных трубопроводах горячей и холодной среды установлены запорные устройства.2. Устройство для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах по п. 1, отличающееся тем, что в него введены два дополнительных трубопровода, при этом первый дополнительный трубопровод соединен с пульсационной камерой и выходным трубопроводом горячей среды, а второй дополнительный трубопровод соединен с гидроаккумулятором и входным трубопроводом горячей среды.1. A device for creating pulsations of coolants in heat exchangers mounted on a heat exchanger and containing a pneumatic pulse generator connected to a pulsation chamber, a hydraulic accumulator, input pipelines of hot and cold medium, output pipelines of hot and cold medium, while these pipelines are connected to a heat exchanger, pulsation the chamber is connected to the outlet pipe of the cold medium, and the accumulator is connected to the inlet pipe of the cold medium, characterized in that roakkumulyator and a pulsation chamber between the liquid and the gas cushion is further installed an elastic element in the form of the membrane, and output pipes of hot and cold medium mounted locking ustroystva.2. A device for creating pulsations of coolants in heat exchangers according to claim 1, characterized in that two additional pipelines are introduced into it, the first additional pipeline connected to the pulsation chamber and the outlet pipeline of the hot medium, and the second additional pipeline connected to the accumulator and the inlet pipe of the hot Wednesday.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована для повышения эффективности теплообменного оборудования.The utility model relates to the field of heat power engineering and can be used to increase the efficiency of heat exchange equipment.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является устройство для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах, которое состоит из пульсационной камеры, гидроаккумулятора, генератора пневматических импульсов устанавливаемых на входе и выходе из теплообменника (одном из его контуров) для создания колебаний (пульсаций) потока теплоносителя, что в свою очередь в зависимости от частоты и пульсаций теплоносителя может привести к интенсификации теплообмена и очистки теплообменной поверхности, так же вместо генератора пульсаций может использоваться насос с трехходовым краном устанавливаемые последовательно на входе в теплообменник (см. патент ФРГ DE 10318528 A1, МПК F28F 13/10, опубликовано 11.11.2004).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed utility model is a device for creating pulsations of heat carriers in heat exchangers, which consists of a pulsation chamber, a hydraulic accumulator, a pneumatic pulse generator installed at the inlet and outlet of the heat exchanger (one of its circuits) to create oscillations ( pulsations) of the coolant flow, which, in turn, depending on the frequency and pulsations of the coolant can lead to intensification of heat transfer and cleaning eploobmennoy surface so as to pump three-way valve are installed in series at the inlet of the heat exchanger (see. German patent DE 10318528 A1, IPC F28F 13/10, published 11.11.2004) may be used instead of the ripple generator.

Основным недостатком данного устройства является отсутствие дополнительного гидравлического сопротивления на выходе из теплообменника, понижающее эффективность колебаний теплоносителя в теплообменнике при подаче пульсаций в газовую подушку, поскольку поток жидкости, выталкиваемый газовой подушкой из пульсационной камеры (при подаче импульса в камеру) ввиду меньшего сопротивления, не возвращаясь в теплообменник, уходит в выходной трубопровод.The main disadvantage of this device is the lack of additional hydraulic resistance at the outlet of the heat exchanger, which reduces the efficiency of oscillations of the heat carrier in the heat exchanger when pulsations are fed into the gas cushion, since the fluid flow pushed out by the gas cushion from the pulsation chamber (when applying a pulse to the chamber) due to lower resistance, without returning into the heat exchanger, goes into the outlet pipe.

Кроме этого, недостатком известного устройства является низкая эффективность использования энергии жидкости, собираемой в гидроаккумуляторе, а также то, что с ростом избыточного давления в системе для генерации пульсаций (т.е. для сжатия газовой подушки) приходится затрачивать больше энергии для создания требуемой амплитуды колебаний жидкости, что также снижает эффективность колебаний теплоносителя.In addition, a disadvantage of the known device is the low efficiency of using the energy of the liquid collected in the accumulator, and the fact that with an increase in excess pressure in the system to generate pulsations (i.e., to compress the gas cushion), it is necessary to expend more energy to create the required oscillation amplitude liquids, which also reduces the efficiency of coolant vibrations.

Отсутствие упругого элемента в пульсационной камере и гидроаккумуляторе между газовой подушкой и теплоносителем, может привести к утечке рабочей жидкости в случае нарушения герметичности газовой подушки, что является недопустимым, если в роли теплоносителя выступает агрессивная среда.The absence of an elastic element in the pulsation chamber and the accumulator between the gas cushion and the coolant can lead to leakage of the working fluid in the event of a leak in the gas cushion, which is unacceptable if the aggressive medium acts as the coolant.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности колебаний теплоносителя в теплообменнике за счет повышения гидравлического сопротивления на выходе из теплообменника и повышение эффективности использования энергии жидкости, собираемой в гидроаккумуляторе.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase the efficiency of oscillations of the heat carrier in the heat exchanger by increasing the hydraulic resistance at the outlet of the heat exchanger and increasing the efficiency of the energy use of the liquid collected in the accumulator.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах, установленном на теплообменник и содержащем генератор пневматических импульсов, соединенный с пульсационной камерой, гидроаккумулятор, входные трубопроводы горячей и холодной среды, выходные трубопроводы горячей и холодной среды, при этом указанные трубопроводы соединены с теплообменником, пульсационная камера соединена с выходным трубопроводом холодной среды, а гидроаккумулятор соединен с входным трубопроводом холодной среды, согласно предлагаемой полезной модели, в гидроаккумулятор и пульсационную камеру между жидкостью и газовой подушкой дополнительно установлен упругий элемент в виде мембраны, а на выходных трубопроводах горячей и холодной среды установлены запорные устройства.The technical result is achieved by the fact that in the device for creating pulsations of heat carriers in heat exchangers mounted on a heat exchanger and containing a pneumatic pulse generator connected to the pulsation chamber, a hydraulic accumulator, input pipelines of hot and cold medium, output pipelines of hot and cold medium, while these pipelines connected to the heat exchanger, the pulsation chamber is connected to the outlet pipe of the cold medium, and the accumulator is connected to the inlet pipe m of cold medium, according to the proposed utility model, an elastic element in the form of a membrane is additionally installed in the hydraulic accumulator and the pulsation chamber between the liquid and the gas pad, and shut-off devices are installed on the outlet pipelines of the hot and cold medium.

При этом в него введены два дополнительных трубопровода, причем первый дополнительный трубопровод соединен с пульсационной камерой и выходным трубопроводом горячей среды, а второй дополнительный трубопровод соединен с гидроаккумулятором и входным трубопроводом горячей среды.At the same time, two additional pipelines were introduced into it, the first additional pipeline connected to the pulsation chamber and the outlet pipeline of the hot medium, and the second additional pipeline connected to the accumulator and the inlet pipeline of the hot medium.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен теплообменник с установленным на нем устройством для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a heat exchanger with a device installed on it to create pulsations of heat carriers in heat exchangers.

На чертеже имеются следующие обозначения:The drawing has the following notation:

1 - пульсационная камера;1 - pulsation chamber;

2 - гидроаккумулятор;2 - accumulator;

3 - генератор пневматических импульсов;3 - pneumatic pulse generator;

4 - запорное устройство;4 - locking device;

5 - упругий элемент в виде мембраны;5 - an elastic element in the form of a membrane;

6 - теплообменник;6 - heat exchanger;

7 - выходной трубопровод горячей среды;7 - output pipeline of a hot medium;

8 - выходной трубопровод холодной среды;8 - output pipeline of a cold environment;

9 - первый дополнительный трубопровод;9 - the first additional pipeline;

10 - второй дополнительный трубопровод;10 - the second additional pipeline;

11 - входной трубопровод горячей среды;11 - input pipeline of a hot medium;

12 - входной трубопровод холодной среды.12 - inlet pipe of a cold environment.

На теплообменник 6 устанавливается предлагаемое устройство для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах, изменяющее периодически его скорость и позволяющее задавать различную частоту и амплитуду пульсаций.On the heat exchanger 6, the proposed device for creating pulsations of coolants in heat exchangers is installed, periodically changing its speed and allowing you to set different frequency and amplitude of the pulsations.

Устройство для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах содержит генератор 3 пневматических импульсов, соединенный с пульсационной камерой 1, гидроаккумулятор 2, входные трубопроводы 11 и 12, соответственно, горячей и холодной среды, выходные трубопроводы 7 и 8, соответственно, горячей и холодной среды, при этом указанные трубопроводы 11, 12, 7, 8 соединены с теплообменником 6, пульсационная камера 1 соединена с выходным трубопроводом 8 холодной среды, а гидроаккумулятор 2 соединен с входным трубопроводом 12 холодной среды.A device for creating pulsations of coolants in heat exchangers comprises a pneumatic pulse generator 3 connected to a pulsation chamber 1, a hydraulic accumulator 2, input pipelines 11 and 12, respectively, hot and cold media, output pipelines 7 and 8, respectively, hot and cold media, this said pipelines 11, 12, 7, 8 are connected to the heat exchanger 6, the pulsation chamber 1 is connected to the outlet pipe 8 of the cold medium, and the accumulator 2 is connected to the inlet pipe 12 of the cold medium.

Отличием предлагаемого устройства для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах является то, что в гидроаккумулятор 2 и пульсационную камеру 1 между жидкостью и газовой подушкой дополнительно установлен упругий элемент 5 в виде мембраны, а на выходных трубопроводах 7 и 8, соответственно, горячей и холодной среды установлены запорные устройства 4.A feature of the proposed device for creating pulsations of heat transfer fluids in heat exchangers is that in the hydraulic accumulator 2 and the pulsation chamber 1 between the liquid and the gas pad an additional elastic element 5 is installed in the form of a membrane, and hot and cold media are installed on the output pipelines 7 and 8, respectively locking devices 4.

При этом в него введены два дополнительных трубопровода 9 и 10, причем первый дополнительный трубопровод 9 соединен с пульсационной камерой 1 и выходным трубопроводом 7 горячей среды, а второй дополнительный трубопровод 10 соединен с гидроаккумулятором 2 и входным трубопроводом 11 горячей среды.At the same time, two additional pipelines 9 and 10 are introduced into it, the first additional pipeline 9 being connected to the pulsation chamber 1 and the outlet pipe 7 of the hot medium, and the second additional pipeline 10 connected to the accumulator 2 and the inlet pipe 11 of the hot medium.

Устройство для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах работает следующим образом.A device for creating pulsations of coolants in heat exchangers works as follows.

Горячая среда (теплоноситель) циркулирует по входному трубопроводу 11 горячей среды через трубное пространство теплообменника 6, где охлаждается, отдавая часть тепла холодной среде, и выходит через выходной трубопровод 7 горячей среды.The hot medium (coolant) circulates through the inlet pipe 11 of the hot medium through the pipe space of the heat exchanger 6, where it is cooled, giving up part of the heat to the cold medium, and exits through the outlet pipe 7 of the hot medium.

Холодная среда циркулирует по входному трубопроводу 12 холодной среды через межтрубное пространство теплообменника 6, где нагревается и забирает часть тепла от горячей среды, при этом подвергается воздействию пульсаций, создаваемых устройством для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах, что позволяет повысить теплообмен, и выходит через выходной трубопровод 8 холодной среды.The cold medium circulates through the inlet pipe 12 of the cold medium through the annular space of the heat exchanger 6, where it heats up and takes part of the heat from the hot medium, and is exposed to pulsations created by the device to create pulsations of the coolants in the heat exchangers, which allows to increase the heat transfer and leaves through the outlet pipeline 8 cold environment.

Генератор 3 пневматических импульсов на заданный период времени генерируют и подает пневматический импульс в пульсационную камеру 1. При этом газовая подушка пульсационной камеры 1 сжимается и передает, через упругий элемент 5 в виде мембраны, энергию сжатия воздуха потоку теплоносителя, в результате чего теплоноситель в пучке труб теплообменника 6 меняет свое направление и начинает заполнять гидроаккумулятор 2, который служит для осуществления обратного хода теплоносителя и аккумулирования гидравлической энергии жидкости. Далее следует период времени, когда подача импульса прекращается. В этот период происходит сброс давления из пульсационной камеры 1, а энергия жидкости, накопленная в гидроаккумуляторе 2, через упругий элемент 5 в виде мембраны, воздействует на поток теплоносителя межтрубного пространства теплообменника 6, ускоряя его течение. Запорное устройство 4 создает дополнительные гидравлические сопротивления теплоносителю на выходе из теплообменника, что повышает эффективность колебаний теплоносителя.The pneumatic pulse generator 3 for a predetermined period of time generates and delivers a pneumatic pulse to the pulsation chamber 1. At the same time, the gas cushion of the pulsation chamber 1 is compressed and transmits, through the elastic element 5 in the form of a membrane, the compression energy of air to the coolant flow, as a result of which the coolant in the tube bundle the heat exchanger 6 changes its direction and begins to fill the accumulator 2, which serves to effect the return of the coolant and the accumulation of hydraulic energy of the liquid. The following is the period of time when the pulse is stopped. During this period, pressure is released from the pulsation chamber 1, and the energy of the liquid accumulated in the hydraulic accumulator 2, through the elastic element 5 in the form of a membrane, affects the heat carrier flow in the annular space of the heat exchanger 6, accelerating its flow. The locking device 4 creates additional hydraulic resistance to the coolant at the outlet of the heat exchanger, which increases the efficiency of oscillations of the coolant.

Воздействию пульсаций может подвергаться либо горячая, либо холодная среда или же оба теплоносителя сразу, так как первый дополнительный трубопровод 9 соединен с пульсационной камерой 1 и выходным трубопроводом 7 горячей среды, а второй дополнительный трубопровод 10 соединен с гидроаккумулятором 2 и входным трубопроводом 11 горячей среды.Either hot or cold medium or both heat carriers can be exposed to pulsations, since the first additional pipe 9 is connected to the pulsation chamber 1 and the output pipe 7 of the hot medium, and the second additional pipe 10 is connected to the accumulator 2 and the input pipe 11 of the hot medium.

Устройство для создания пульсаций теплоносителей в теплообменных аппаратах может устанавливаться на различное теплообменное оборудование (кожухотрубные, пластинчатые, теплообменники типа труба в трубе).A device for creating pulsations of heat carriers in heat exchangers can be installed on various heat exchange equipment (shell and tube, plate, tube-in-tube heat exchangers).

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволит повысить колебания теплоносителя в теплообменнике, что приведет к повышению эффективности теплообменного оборудования, увеличит срок службы и снизит эксплуатационные и капитальные затраты.Thus, the proposed utility model will increase the fluctuations of the coolant in the heat exchanger, which will increase the efficiency of the heat exchange equipment, increase the service life and reduce operating and capital costs.

Claims

1. A device for creating pulsations of coolants in heat exchangers mounted on a heat exchanger and containing a pneumatic pulse generator connected to a pulsation chamber, a hydraulic accumulator, input pipelines of hot and cold medium, output pipelines of hot and cold medium, while these pipelines are connected to a heat exchanger, pulsation the chamber is connected to the outlet pipe of the cold medium, and the accumulator is connected to the inlet pipe of the cold medium, characterized in that roakkumulyator and a pulsation chamber between the liquid and the gas cushion is further installed an elastic element in the form of the membrane, and output pipes of hot and cold medium closures fitted.

2. A device for creating pulsations of coolants in heat exchangers according to claim 1, characterized in that two additional pipelines are introduced into it, the first additional pipeline connected to the pulsation chamber and the outlet pipeline of the hot medium, and the second additional pipeline connected to the accumulator and the inlet piping hot medium.