RU181742U1

RU181742U1 - Heater

Info

Publication number: RU181742U1
Application number: RU2018115757U
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Макеев; Максим Сергеевич Широв; Артем Алексеевич Попов
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2018-04-26
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 крайней мере, два нагревательных элемента для конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной и выходной патрубки, пульсатор и демпферно-упругие элементы. Нагревательные элементы установлены друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы, обеспечивающие смещение нагревательных элементов в вертикальном и горизонтальном направлении относительно друг друга. Пульсатор установлен на выходе теплоносителя из выходного патрубка. Отопительный прибор содержит рамочный каркас, по меньшей мере, две центрирующие пружины на каждый нагревательный элемент, по меньшей мере, две стяжные пружины на каждые два нагревательных элемента, четыре возвратные пружины. Нагревательные элементы установлены внутри рамочного каркаса за счет центрирующих пружин, закрепленных параллельно друг другу между торцами нагревательных элементов и внутренней поверхностью рамочного каркаса. Стяжные пружины установлены между каждыми соседними нагревательными элементами. Возвратные пружины установлены между крайними нагревательными элементами и рамочным каркасом перпендикулярно осям центрирующих пружин. Входной и выходной патрубки жестко закреплены на рамочном каркасе и подключены к нагревательным элементам через демпферно-упругие элементы. Полезная модель позволяет создать конструкцию отопительного прибора с колеблющейся поверхностью теплообмена, работа которого возможна в любом пространственном положении с возможностью изменения степени упругости конструкции под конкретные параметры импульсно-колеблющегося движения теплоносителя. 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 heater 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 and elastic-damper elements. The heating elements are installed one after another with the formation of an air gap and communicated with each other through damper-elastic elements, providing a displacement of the heating elements in the vertical and horizontal direction relative to each other. The pulsator is installed at the outlet of the coolant from the outlet pipe. The heating device comprises a frame frame, at least two centering springs for each heating element, at least two coupling springs for every two heating elements, four return springs. Heating elements are installed inside the frame due to centering springs fixed parallel to each other between the ends of the heating elements and the inner surface of the frame. Coupling springs are installed between each adjacent heating elements. Return springs are installed between the extreme heating elements and the frame frame perpendicular to the axes of the centering springs. The inlet and outlet nozzles are rigidly fixed to the frame frame and are connected to the heating elements through damper-elastic elements. The utility model allows you to create a design of a heating device with an oscillating heat transfer surface, the operation of which is possible in any spatial position with the possibility of changing the degree of elasticity of the structure for specific parameters of the pulse-oscillating motion of the coolant. 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 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).A heating device is known, including 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).

Среди недостатков данной конструкции следует отметить относительную сложность технического решения, обусловленную применением роликов и направляющих салазок, которые преобразуют колебательное движение нагревательных элементов только в возвратно-поступательном направлении. Among the disadvantages of this design, it should be noted the relative complexity of the technical solution due to the use of rollers and guide rails, which transform the oscillatory movement of the heating elements only in the reciprocating direction.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является 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 последовательно друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы, обеспечивающие смещение нагревательных элементов в вертикальном и горизонтальном направлении относительно друг друга, пульсатор с ударным клапаном установлен на выходе теплоносителя из выходного патрубка (RU 141724, МПК F24Н 3/00, опубл. 10.06.2014). The closest technical solution for the combination of essential features is a heating device, 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 sequentially one after another with the formation of an air gap and communicated with each other through damper-elastic elements that ensure the heating elements are displaced in the vertical and horizontal direction relative to each other, a pulsator with an impact valve is installed at the outlet of the coolant from the outlet pipe (RU 141724, IPC F24H 3/00, publ. 06/10/2014).

Недостатками известного решения является его работоспособность 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 its performance 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.

Технический результат заключается в создании конструкции отопительного прибора с колеблющейся поверхностью теплообмена, работа которого возможна в любом пространственном положении с возможностью изменения степени упругости конструкции под конкретные параметры импульсно-колеблющегося движения теплоносителя.The technical result consists in creating a design of a heating device with an oscillating heat exchange surface, the operation of which is possible in any spatial position with the possibility of changing the degree of elasticity of the structure for specific parameters of the pulse-oscillating motion of the coolant.

Технический результат достигается за счет того, что отопительный прибор включает, 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 и демпферно-упругие элементы. Нагревательные элементы установлены друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы, обеспечивающие смещение нагревательных элементов в вертикальном и горизонтальном направлении относительно друг друга. Пульсатор установлен на выходе теплоносителя из выходного патрубка. Отопительный прибор содержит рамочный каркас, по меньшей мере, две центрирующие пружины на каждый нагревательный элемент, по меньшей мере, две стяжные пружины на каждые два нагревательных элемента, четыре возвратные пружины. Нагревательные элементы установлены внутри рамочного каркаса за счет центрирующих пружин, закрепленных параллельно друг другу между торцами нагревательных элементов и внутренней поверхностью рамочного каркаса. Стяжные пружины установлены между каждыми соседними нагревательными элементами. Возвратные пружины установлены между крайними нагревательными элементами и рамочным каркасом перпендикулярно осям центрирующих пружин. Входной и выходной патрубки жестко закреплены на рамочном каркасе и подключены к нагревательным элементам через демпферно-упругие элементы.The technical result is achieved due to the fact that the heater 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 and elastic-damper elements. The heating elements are installed one after another with the formation of an air gap and communicated with each other through damper-elastic elements, providing a displacement of the heating elements in the vertical and horizontal direction relative to each other. The pulsator is installed at the outlet of the coolant from the outlet pipe. The heating device comprises a frame frame, at least two centering springs for each heating element, at least two coupling springs for every two heating elements, four return springs. Heating elements are installed inside the frame due to centering springs fixed parallel to each other between the ends of the heating elements and the inner surface of the frame. Coupling springs are installed between each adjacent heating elements. Return springs are installed between the extreme heating elements and the frame frame perpendicular to the axes of the centering springs. The inlet and outlet nozzles are rigidly fixed to the frame frame and are connected to the heating elements through damper-elastic elements.

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

Отопительный прибор включает по крайней мере, два нагревательных элемента 1 для конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной 2 и выходной 3 патрубки, пульсатор 4 и демпферно-упругие элементы 5. Нагревательные элементы 1 установлены друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы 5, обеспечивающие смещение нагревательных элементов в вертикальном и горизонтальном направлении относительно друг друга. Пульсатор 4 установлен на выходе теплоносителя из выходного патрубка 3. The heating device includes at least two heating elements 1 for convective heat transfer to the external environment with two-sided passage of coolant through them through the inlet 2 and outlet 3 pipes, a pulsator 4 and damper-elastic elements 5. The heating elements 1 are installed one after another with the formation air gap and communicated with each other through the damper-elastic elements 5, providing displacement of the heating elements in the vertical and horizontal direction relative to each other. The pulsator 4 is installed at the outlet of the coolant from the outlet pipe 3.

Конструкция также содержит рамочный каркас 6, по меньшей мере, две центрирующие пружины 7 на каждый нагревательный элемент 1, по меньшей мере, две стяжные пружины 8 на каждые два нагревательных элемента 1, четыре возвратные пружины 9. Нагревательные элементы 1 установлены внутри рамочного каркаса 6 за счет центрирующих пружин 7, закрепленных параллельно друг другу между торцами нагревательных элементов 1 и внутренней поверхностью рамочного каркаса 6. Стяжные пружины 8 установлены между каждыми соседними нагревательными элементами 1. Возвратные пружины 9 установлены между крайними нагревательными элементами 1 и рамочным каркасом 6 перпендикулярно осям центрирующих пружин 7. Входной 2 и выходной 3 патрубки жестко закреплены на рамочном каркасе 6 и подключены к нагревательным элементам 1 через демпферно-упругие элементы 4.The design also includes a frame 6, at least two centering springs 7 for each heating element 1, at least two coupling springs 8 for every two heating elements 1, four return springs 9. Heating elements 1 are installed inside the frame 6 due to centering springs 7 fixed parallel to each other between the ends of the heating elements 1 and the inner surface of the frame frame 6. Coupling springs 8 are installed between each adjacent heating elements 1. Return springs 9 are installed between the extreme heating elements 1 and the frame frame 6 perpendicular to the axes of the centering springs 7. The inlet 2 and outlet 3 nozzles are rigidly fixed to the frame frame 6 and connected to the heating elements 1 through the damper-elastic elements 4.

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 4 – к трубопроводу слива теплоносителя (на чертеже не указан). Затем осуществляют заполнение внутренней полости нагревательных элементов 1 и демпферно-упругих элементов 5 отопительного прибора теплоносителем через входной патрубок 2 и (или) через выходной патрубок 3 до полного удаления воздуха (устройство удаления воздуха на чертеже не представлено).The heater operates as follows. First, the inlet pipe 2 is connected to the coolant supply pipe (not shown in the drawing), and the output pipe 3 through the flow pulsator 4 - to the coolant drain pipe (not shown). Then, the inner cavity of the heating elements 1 and the damper-elastic elements 5 of the heating device are filled with coolant through the inlet pipe 2 and (or) through the outlet pipe 3 until the air is completely removed (the air removal device is not shown in the drawing).

Затем обеспечивают циркуляцию теплоносителя через входной 2 и выходной 3 патрубки и при помощи пульсатора потока 4, установленного на выходном патрубке 3, генерируют 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 5 на расширение при сопутствующем растяжении центрирующих пружин 7, растяжении стяжных пружин 8 и изменении степени сжатия возвратных пружин 9, способствует организации движения нагревательных элементов 1 относительно рамочного каркаса 6 при увеличении воздушного зазора между ними и интенсификации конвективного теплообмена. Then the coolant is circulated through the inlet 2 and outlet 3 nozzles and, with the aid of a flow pulsator 4 installed on the outlet nozzle 3, periodic pulses of the amount of coolant motion — local hydraulic shocks — are generated. The wave of pressure increase 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 5 to expand with the accompanying tension of the centering springs 7, stretching the tension springs 8 and changing the compression ratio of the return springs 9, contributes the organization of the movement of the heating elements 1 relative to the frame frame 6 with an increase in the air gap between them and the intensification of convective heat transfer.

После процесса демпфирования импульса количества движения теплоносителя, а также в результате того, что пульсатор 4 обеспечит свободное истечение теплоносителя из выходного патрубка 3, все демпферно-упругие элементы 4 за счет действия на сжатие центрирующих пружин 7 и стяжных пружин 8, а также возвращения к исходному состоянию сжатия пружин 9, примут свою начальную форму. Нагревательные элементы 1 займут исходное положение относительно рамочного каркаса 6. При этом также 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 process of damping the pulse of the amount of movement of the coolant, and also as a result of the fact that the pulsator 4 provides free flow of the coolant from the outlet pipe 3, all the damper-elastic elements 4 due to the compression action of the centering springs 7 and the compression springs 8, as well as returning to the original state of compression of the springs 9, will take their initial shape. The heating elements 1 will occupy the initial position relative to the frame frame 6. In this case, heat transfer will also be intensified from the impulse movement of the heating elements 1 in the heated medium, and a new portion of the heated coolant will enter the heating elements through the inlet pipe 2.

С последующим циклом повышения давления теплоносителя от периодического перекрытия сечения выходного патрубка 3 пульсатором потока 4 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 pressure of the coolant from periodically blocking the cross section of the outlet pipe 3 with a flow pulsator 4, the operation of the heater will be repeated in the sequence described above and will continue until there is a pulsed circulation of the coolant through the input 2 and output 3 pipes.

В результате использования данной конструкции отопительного прибора обеспечивается его работоспособность в любом пространственном положении. Возможность относительно легкой замены пружин, используемых в конструкции, позволяет осуществлять изменения степени ее упругости под конкретные параметры импульсно-колеблющегося движения теплоносителя.As a result of using this design of the heating device, its operability in any spatial position is ensured. The possibility of relatively easy replacement of the springs used in the design allows changes in the degree of its elasticity to be made for specific parameters of the pulse-oscillating motion of the coolant.

Claims

A heating device, including 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 and elastic-damper elements, heating elements are installed one after another with the formation of an air gap and communicated between each other through the damper-elastic elements, providing displacement of the heating elements in the vertical and horizontal direction relative to each other, the pulsator is mounted on the outlet of the coolant from the outlet pipe, characterized in that it comprises a frame frame, at least two centering springs for each heating element, at least two coupling springs for each two heating elements, four return springs, the heating elements being installed inside the frame frame due to centering springs fixed parallel to each other between the ends of the heating elements and the inner surface of the frame frame, coupling springs are installed between each adjacent E heating elements, the return springs are installed between the outermost heater element and a framework frame perpendicular to the axes of the centering springs, the inlet and outlet tubes are rigidly fixed on the frame and frame connected to the heating elements via damping-elastic elements.