RU181734U1

RU181734U1 - Heater

Info

Publication number: RU181734U1
Application number: RU2018110146U
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Макеев; Максим Сергеевич Широв; Артем Алексеевич Попов
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2018-07-26

Abstract

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, где может быть использована в системах теплопотребления для удовлетворения отопительной нагрузкой различных абонентов. Отопительный прибор включает, по меньшей мере, два нагревательных элемента с возможностью конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной и выходной патрубки, демпферно-упругие элементы, кожух, по меньшей мере, два ролика на каждый нагревательный элемент, двое направляющих салазок, пульсатор потока. Нагревательные элементы установлены внутри кожуха друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы. Входной и выходной патрубки, жестко закрепленные с кожухом, подключены к нагревательным элементам через демпферно-упругие элементы. Ролики установлены на торцах нагревательных элементов с возможностью вращения и вставлены в направляющие салазки, которые жестко закреплены на кожухе параллельно осям деформации демпферно-упругих элементов. Пульсатор потока установлен на выходе выходного патрубка. Прогнозируемые оси деформации всех демпферно-упругих элементов расположены параллельно. Дополнительно содержит, по меньшей мере, два присоединительных патрубка, два крана, воздухоотводчик и гидравлический аккумулятор, на котором установлен штуцер с золотником для подачи в него воздуха. Присоединительные патрубки жестко закреплены с кожухом симметрично входному и выходному патрубкам, и входами соединены через демпферно-упругие элементы с кранами, которые расположены внутри кожуха соосно демпферно-упругим элементам и подключены к нагревательному элементу, наиболее удаленному от входного и выходного патрубков. Выходы присоединительных патрубков объединены гидравлическим аккумулятором, на котором установлен штуцер с золотником, и подключены к воздухоотводчику, установленному в высшей точке конструкции. Полезная модель позволяет создать конструкцию отопительного прибора с колеблющейся поверхностью теплообмена от использования энергии импульсов количества движения теплоносителя применительно к интенсификации теплообмена при обеспечении эргономичной возможности его настройки под различные параметры импульсно-колеблющегося потока. 1 ил.The utility model relates to the field of power engineering, where it can be used in heat consumption systems to meet the heating load of various subscribers. The heating device includes at least two heating elements with the possibility of convective heat transfer to the external environment with two-way passage of heat carrier through them through the inlet and outlet pipes, damper-elastic elements, a casing, at least two rollers for each heating element, two guide rails, flow pulsator. The heating elements are installed inside the casing one after another with the formation of an air gap and communicated with each other through damper-elastic elements. The inlet and outlet nozzles, rigidly fixed with a casing, are connected to the heating elements through the damper-elastic elements. The rollers are mounted on the ends of the heating elements with the possibility of rotation and inserted into the guide rails, which are rigidly mounted on the casing parallel to the deformation axes of the damper-elastic elements. A flow pulsator is installed at the outlet of the outlet pipe. The predicted deformation axes of all damper-elastic elements are located in parallel. Additionally contains at least two connecting nozzles, two valves, an air vent and a hydraulic accumulator, on which a fitting with a spool for supplying air to it is installed. Connecting nozzles are rigidly fixed to the casing symmetrically to the inlet and outlet nozzles, and the inputs are connected through the damper-elastic elements to the cranes, which are located inside the casing coaxially to the damper-elastic elements and are connected to the heating element farthest from the inlet and outlet nozzles. The outputs of the connecting pipes are connected by a hydraulic accumulator, on which a fitting with a spool is mounted, and connected to an air vent installed at the highest point of the structure. The utility model allows you to create a design of a heating device with an oscillating heat transfer surface from the use of energy pulses of the amount of movement of the coolant in relation to the intensification of heat transfer while providing ergonomic options for its adjustment to various parameters of a pulse-oscillating flow. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, где может быть использована в системах теплопотребления для удовлетворения отопительной нагрузкой различных абонентов. The utility model relates to the field of power engineering, where it can be used in heat consumption systems to meet the heating load of various subscribers.

Известен отопительный прибор, включающий, по крайней мере, два нагревательных элемента для конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной и выходной патрубки, пульсатор с ударным клапаном и демпферно-упругие элементы. Нагревательные элементы установлены друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через расположенные в воздушном зазоре демпферно-упругие элементы, обеспечивающие смещение нагревательных элементов в вертикальном и горизонтальном направлении относительно друг друга, а ударный клапан, который закреплен в пульсаторе, установлен на выходе теплоносителя из выходного патрубка (RU 141724, МПК F24Н 3/00, опубл. 10.06.2014). A heating device is known, which includes at least two heating elements for convective heat transfer to the external environment with two-way passage of heat carrier through them through the inlet and outlet pipes, a pulsator with a shock valve and damper-elastic elements. The heating elements are installed one after the other with the formation of an air gap and communicated with each other through the damper-elastic elements located in the air gap, which provide the displacement of the heating elements in the vertical and horizontal direction relative to each other, and the shock valve, which is fixed in the pulsator, is installed at the coolant outlet from the outlet pipe (RU 141724, IPC F24H 3/00, publ. 06/10/2014).

Недостатками известного решения является то, что его работоспособность возможна только в вертикальном положении, а также отсутствие возможности регулирования степени упругости конструкции под различные параметры импульсно-колеблющегося движения теплоносителя через отопительный прибор. The disadvantages of the known solution is that its performance is possible only in a vertical position, as well as the lack of the ability to control the degree of elasticity of the structure for various parameters of the pulse-oscillating movement of the coolant through the heater.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является отопительный прибор, включающий, по меньшей мере, два нагревательных элемента для конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной и выходной патрубки, а также демпферно-упругие элементы. Нагревательные элементы установлены друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы. Входной и выходной патрубки подключены к нагревательным элементам через демпферно-упругие элементы. Отопительный прибор дополнительно содержит кожух, две возвратные пружины с регулировочными винтами, по меньшей мере, два ролика на каждый нагревательный элемент и двое направляющих салазок, причем нагревательные элементы расположены внутри кожуха, входной и выходной патрубки выведены за пределы кожуха и жестко закреплены с ним, ролики установлены на торцах нагревательных элементов с возможностью вращения и вставлены в направляющие салазки, которые жестко закрепленные на кожухе параллельно оси деформации демпферно-упругих элементов, возвратные пружины при помощи регулировочных винтов установлены между кожухом и последним нагревательным элементом параллельно направляющим салазкам, при этом регулировочные винты выведены на внешнюю сторону кожуха. Для организации колебаний поверхности теплообмена нагревательных элементов на выходном патрубке установлен пульсатор потока (RU 2017147007, МПК F24Н 3/00, заявл. 29.12.2017).The closest technical solution for the combination of essential features is a heating device that includes at least two heating elements for convective heat transfer to the external environment with two-way passage of heat carrier through them through the inlet and outlet pipes, as well as damper-elastic elements. The heating elements are installed one after another with the formation of an air gap and communicated with each other through the damper-elastic elements. The inlet and outlet nozzles are connected to the heating elements through the damper-elastic elements. The heater further comprises a casing, two return springs with adjusting screws, at least two rollers for each heating element and two guide rails, the heating elements being located inside the casing, the inlet and outlet pipes are outside the casing and rigidly fixed with it, the rollers mounted on the ends of the heating elements with the possibility of rotation and inserted into the guide rails, which are rigidly mounted on the casing parallel to the deformation axis of the damper-elastic elements, return springs with adjusting screws are installed between the casing and the last heating element parallel to the guide rails, while the adjusting screws are brought out to the outside of the casing. To organize the oscillations of the heat exchange surface of the heating elements, a flow pulsator is installed on the outlet pipe (RU 2017147007, IPC F24N 3/00, declared. December 29, 2017).

Недостатком прототипа является относительная сложность регулирования степени упругости конструкции под различные параметры импульсно-колеблющегося движения теплоносителя, которая обусловлена необходимостью вращения регулировочных винтов, а также асинхронность воздействия пружин на нагревательные элементы.The disadvantage of the prototype is the relative complexity of regulating the degree of elasticity of the structure for various parameters of the pulse-oscillating movement of the coolant, which is due to the need for rotation of the adjustment screws, as well as the asynchronous action of the springs on the heating elements.

Технический результат заключается в создании конструкции отопительного прибора с колеблющейся поверхностью теплообмена от использования энергии импульсов количества движения теплоносителя применительно к интенсификации теплообмена при обеспечении эргономичной возможности его настройки под различные параметры импульсно-колеблющегося потока. The technical result consists in creating a design of a heating device with an oscillating heat transfer surface from the use of energy of pulses of the amount of coolant motion in relation to the intensification of heat transfer while providing ergonomic possibility of its adjustment to various parameters of a pulse-oscillating flow.

Технический результат достигается за счет того, что отопительный прибор включает, по меньшей мере, два нагревательных элемента с возможностью конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной и выходной патрубки, демпферно-упругие элементы, кожух, по меньшей мере, два ролика на каждый нагревательный элемент, двое направляющих салазок, пульсатор потока. Нагревательные элементы установлены внутри кожуха друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы. Входной и выходной патрубки, жестко закрепленные с кожухом, подключены к нагревательным элементам через демпферно-упругие элементы. Ролики установлены на торцах нагревательных элементов с возможностью вращения и вставлены в направляющие салазки, которые жестко закреплены на кожухе параллельно осям деформации демпферно-упругих элементов. Пульсатор потока установлен на выходе выходного патрубка. Прогнозируемые оси деформации всех демпферно-упругих элементов расположены параллельно. Дополнительно содержит, по меньшей мере, два присоединительных патрубка, два крана, воздухоотводчик и гидравлический аккумулятор, на котором установлен штуцер с золотником для подачи в него воздуха. Присоединительные патрубки жестко закреплены с кожухом симметрично входному и выходному патрубкам, и входами соединены через демпферно-упругие элементы с кранами, которые расположены внутри кожуха соосно демпферно-упругим элементам и подключены к нагревательному элементу, наиболее удаленному от входного и выходного патрубков. Выходы присоединительных патрубков объединены гидравлическим аккумулятором на котором установлен штуцер с золотником и подключены к воздухоотводчику, установленному в высшей точке конструкции.The technical result is achieved due to the fact that the heating device includes at least two heating elements with the possibility of convective heat transfer to the external environment with two-way passage of heat carrier through them through the inlet and outlet pipes, damper-elastic elements, casing, at least two rollers for each heating element, two guide rails, flow pulsator. The heating elements are installed inside the casing one after another with the formation of an air gap and communicated with each other through the damper-elastic elements. The inlet and outlet nozzles, rigidly fixed with a casing, are connected to the heating elements through the damper-elastic elements. The rollers are mounted on the ends of the heating elements with the possibility of rotation and inserted into the guide rails, which are rigidly mounted on the casing parallel to the deformation axes of the damper-elastic elements. A flow pulsator is installed at the outlet of the outlet pipe. The predicted deformation axes of all damper-elastic elements are located in parallel. Additionally contains at least two connecting nozzles, two valves, an air vent and a hydraulic accumulator, on which a fitting with a spool for supplying air to it is installed. Connecting nozzles are rigidly fixed to the casing symmetrically to the inlet and outlet nozzles, and the inputs are connected through the damper-elastic elements to the cranes, which are located inside the casing coaxially to the damper-elastic elements and are connected to the heating element farthest from the inlet and outlet nozzles. The outputs of the connecting pipes are combined by a hydraulic accumulator on which a fitting with a spool is installed and connected to an air vent installed at the highest point of the structure.

Конструкция отопительного прибора представлена на чертеже.The design of the heater is shown in the drawing.

Отопительный прибор включает, по меньшей мере, два нагревательных элемента 1 с возможностью конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной 2 и выходной 3 патрубки, демпферно-упругие элементы 4, кожух 5, по меньшей мере, два ролика 6 на каждый нагревательный элемент 1, двое направляющих салазок 7, пульсатор потока 8. Нагревательные элементы 1 установлены внутри кожуха 5 друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы 4, входной 2 и выходной 3 патрубки, жестко закрепленные с кожухом 5, подключены к нагревательным элементам 1 через демпферно-упругие элементы 4, ролики 6 установлены на торцах нагревательных элементов 1 с возможностью вращения и вставлены в направляющие салазки 7, которые жестко закреплены на кожухе 5 параллельно осям деформации демпферно-упругих элементов 4, пульсатор потока 8 установлен на выходе выходного патрубка 3, прогнозируемые оси деформации всех демпферно-упругих элементов 4 расположены параллельно. Конструкция отопительного прибора дополнительно содержит, по меньшей мере, два присоединительных патрубка 9, два крана 10, воздухоотводчик 11 и гидравлический аккумулятор 12, на котором установлен штуцер с золотником 13 для подачи в него воздуха. Присоединительные патрубки 9 жестко закреплены с кожухом 5 симметрично входному 2 и выходному 3 патрубкам и входами соединены через демпферно-упругие элементы 4 с кранами 10, которые расположены внутри кожуха 5 соосно демпферно-упругим элементам 4 и подключены к нагревательному элементу 1, наиболее удаленному от входного 2 и выходного 3 патрубков, выходы присоединительных патрубков 9 объединены гидравлическим аккумулятором 12 на котором установлен штуцер с золотником 13 и подключены к воздухоотводчику 11, установленному в высшей точке конструкции.The heating device includes at least two heating elements 1 with the possibility of convective heat transfer to the external environment with two-way passage of heat carrier through them through the inlet 2 and outlet 3 pipes, damper-elastic elements 4, casing 5, at least two rollers 6 for each heating element 1, two guide rails 7, flow pulsator 8. The heating elements 1 are installed inside the casing 5 one after another with the formation of an air gap and communicated with each other through the damper-elastic elements 4, input 2 output 3 nozzles, rigidly fixed with the casing 5, are connected to the heating elements 1 through the damper-elastic elements 4, the rollers 6 are mounted on the ends of the heating elements 1 with rotation and inserted into the guide rails 7, which are rigidly fixed on the casing 5 parallel to the axes of deformation of the damper -elastic elements 4, the flow pulsator 8 is installed at the output of the outlet pipe 3, the predicted deformation axes of all damper-elastic elements 4 are located in parallel. The design of the heating device further comprises at least two connecting pipes 9, two taps 10, an air vent 11 and a hydraulic accumulator 12 on which a fitting with a spool 13 is installed for supplying air to it. The connecting pipes 9 are rigidly fixed to the casing 5 symmetrically to the input 2 and the output 3 pipes and inputs are connected through the damper-elastic elements 4 to the valves 10, which are located inside the casing 5 coaxially to the damper-elastic elements 4 and are connected to the heating element 1, the most remote from the input 2 and output 3 nozzles, the outputs of the connecting nozzles 9 are connected by a hydraulic accumulator 12 on which a fitting with a spool 13 is mounted and connected to an air vent 11 installed at the highest point of the structure tion.

Отопительный прибор работает следующим образом. Сначала входной патрубок 2 подключают к трубопроводу подачи теплоносителя (на чертеже не указан), а выходной патрубок 3 через пульсатор потока 8 – к трубопроводу слива теплоносителя (на чертеже не указан). Затем осуществляют заполнение внутренней полости отопительного прибора теплоносителем через входной патрубок 2 и (или) через выходной патрубок 3. При этом краны 10 должны быть открыты для удаления воздуха через воздухоотводчик 11. The heater operates as follows. First, the inlet pipe 2 is connected to the coolant supply pipe (not shown in the drawing), and the outlet pipe 3 through the flow pulsator 8 to the coolant drain pipe (not shown in the drawing). Then, the internal cavity of the heater is filled with coolant through the inlet pipe 2 and (or) through the outlet pipe 3. In this case, the taps 10 must be open to remove air through the air vent 11.

После полного удаления воздуха из внутренней полости отопительного прибора краны 10 должны быть закрыты, а через штуцер с золотником 13 в гидравлический аккумулятор 12 накачивается воздух под давлением, достаточным для аккумулирования амплитуды повышения давления со стороны теплоносителя, который будет циркулировать через отопительный прибор импульсно от работы пульсатора 8. After complete removal of air from the internal cavity of the heater, the taps 10 must be closed, and through the nozzle with a spool 13, air is pumped into the hydraulic accumulator 12 at a pressure sufficient to accumulate the amplitude of the pressure increase from the coolant, which will circulate through the heater pulse from the pulsator 8.

Затем обеспечивается циркуляция теплоносителя через входной 2 и выходной 3 патрубки и при помощи пульсатора потока 8, установленного на выходном патрубке 3, генерируются периодические импульсы количества движения теплоносителя – локальные гидравлические удары. Волна повышения давления в момент гидравлического удара от выходного патрубка 3 распространяется к входному патрубку 2 нагревательных элементов 1 и за счет податливости демпферно-упругих элементов 4 на линейное расширение, а также вращения роликов 6 в направляющих салазках 7, способствует организации движения нагревательных элементов 1 относительно кожуха 5 при увеличении воздушного зазора между ними и интенсификации конвективного теплообмена. Then, the coolant is circulated through the inlet 2 and outlet 3 nozzles and, using the flow pulsator 8 installed on the outlet nozzle 3, periodic pulses of the amount of coolant motion — local hydraulic shocks — are generated. The pressure increase wave at the time of the hydraulic shock from the outlet pipe 3 propagates to the inlet pipe 2 of the heating elements 1 and due to the flexibility of the damper-elastic elements 4 to linear expansion, as well as the rotation of the rollers 6 in the guide rails 7, helps to organize the movement of the heating elements 1 relative to the casing 5 with an increase in the air gap between them and the intensification of convective heat transfer.

В этих условиях демпферно-упругие элементы 4, посредством которых нагревательные элементы 1 подключены к входному 2 и выходному 3 патрубкам, а также расположенные между нагревательными элементами 1, будут растягиваться. Демпферно-упругие элементы 4, расположенные между кранами 10 и присоединительными патрубками 9, будут сжиматься в результате демпфирования избыточного давления, воздействующего на них со стороны нагревательных элементов 1, гидравлическим аккумулятором 12. Under these conditions, the damper-elastic elements 4, through which the heating elements 1 are connected to the input 2 and output 3 pipes, as well as located between the heating elements 1, will stretch. Damper-elastic elements 4 located between the taps 10 and the connecting pipes 9 will be compressed as a result of damping of excess pressure acting on them from the heating elements 1, by a hydraulic accumulator 12.

После поглощения импульса количества движения теплоносителя и в результате того, что пульсатор потока 8 откроет проходное сечение выходного патрубка 3, все демпферно-упругие элементы 4 за счет воздействия сжатого воздуха в гидравлическом аккумуляторе 12 примут свою начальную форму, нагревательные элементы 1 с роликами 6 займут исходное положение в направляющих салазках 7 относительно кожуха 5. При этом будет обеспечена интенсификация теплообмена от импульсного движения нагревательных элементов 1 в нагреваемой среде, а в нагревательные элементы 1 поступит новая порция подогретого теплоносителя по входному патрубку 2.After the momentum is absorbed by the momentum of the coolant and as a result of the flow pulsator 8 opening the passage section of the outlet pipe 3, all the damper-elastic elements 4 will take their initial shape due to the action of compressed air in the hydraulic accumulator 12, the heating elements 1 with rollers 6 will take the original the position in the guide rails 7 relative to the casing 5. This will ensure the intensification of heat transfer from the pulsed movement of the heating elements 1 in a heated medium, and in heating ementy 1 received a new portion of heated coolant at the inlet of 2.

С последующим циклом повышения давления теплоносителя от периодического перекрытия сечения выходного патрубка 3 пульсатором потока 8, процесс работы отопительного прибора повторится в описанной выше последовательности и будет продолжаться до тех пор, пока будет присутствовать импульсная циркуляция теплоносителя через входной 2 и выходной 3 патрубки. With a subsequent cycle of increasing the coolant pressure from periodically blocking the cross section of the outlet pipe 3 by the flow pulsator 8, the operation of the heater will be repeated in the above sequence and will continue until there is a pulsed circulation of the coolant through the inlet 2 and outlet 3 pipes.

В результате использования предлагаемой конструкции отопительного прибора достигается эргономичность и точность настройки степени упругости конструкции под различные параметры импульсно-колеблющегося потока теплоносителя от изменения давления воздуха в гидравлическом аккумуляторе. При этом регулирование степени податливости конструкции может быть обеспечено без остановки работы отопительного прибора.As a result of using the proposed design of the heating device, ergonomics and accuracy of adjusting the degree of elasticity of the structure for various parameters of the pulse-oscillating heat carrier flow from changes in air pressure in the hydraulic accumulator are achieved. Moreover, the regulation of the degree of compliance of the structure can be provided without stopping the operation of the heater.

Колебательное движение поверхности теплообмена отопительного прибора позволяет реализовать эффективное использование температурного напора теплоносителя в условиях интенсифицированного теплообмена и обеспечения самоочищения внутренних пространств циркуляции теплоносителя от шлама.Oscillatory movement of the heat exchange surface of the heater allows the effective use of the temperature head of the coolant in the conditions of intensified heat transfer and to ensure self-cleaning of the internal spaces of circulation of the coolant from sludge.

Claims

A heating device, comprising at least two heating elements with the possibility of convective heat transfer to the external environment with two-way passage of heat carrier through them through the inlet and outlet pipes, damper-elastic elements, a casing, at least two rollers for each heating element, two guide rails, a flow pulsator, the heating elements being installed one after the other inside the casing with the formation of an air gap and communicated with each other through the damper-elastic elements, inlet and the outlet pipes, rigidly fixed to the casing, are connected to the heating elements via damper-elastic elements, the rollers are rotatably mounted on the ends of the heating elements and inserted into the guide rails, which are rigidly fixed on the casing parallel to the deformation axes of the damper-elastic elements, the flow pulsator is mounted on the output of the outlet pipe, the predicted deformation axes of all damper-elastic elements are arranged in parallel, characterized in that it contains at least two connections italy nozzles, two valves, an air vent and a hydraulic accumulator, on which a nozzle with a slide valve for supplying air to it is installed, and the connecting nozzles are rigidly fixed to the casing symmetrically to the inlet and outlet nozzles and inlets connected through damper-elastic elements with valves located inside the casing coaxial to the damper-elastic elements and connected to the heating element farthest from the inlet and outlet pipes, the outputs of the connecting pipes are combined hydraulic skim battery that is equipped with a slide valve fitting, and connected to the air vent, mounted in the highest point of the structure.