RU2151792C1

RU2151792C1 - Disintegrator

Info

Publication number: RU2151792C1
Application number: RU98121918A
Authority: RU
Inventors: В.И. Тумченок
Original assignee: Тумченок Виктор Игнатьевич
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: equipment for disintegrating microorganisms to prevent heating system pipelines from being overgrown with biological organisms. SUBSTANCE: disintegrator has casing with suction and delivery branch pipes. Rotor incorporated in casing is provided with longitudinal ridges and slots positioned in alternation and engageable via annular channel with ridges and slots in casing ring. Ridges and slots in rotor and casing ring are made triangular, with vertical and inclined walls. Slots in rotor are inclined in direction of rotation of rotor and slots in casing ring are inclined in opposite direction. Vertical walls of slots in rotor and casing ring have additional longitudinal slots providing development of cavitation voids for hydrodynamic impact disintegration of microorganisms. Heating system utilizes water heated by cavitation. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and reduced consumption of power. 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике дезинтеграции микроорганизмов в локальных системах отопления зданий и сооружений. The invention relates to techniques for the disintegration of microorganisms in local heating systems of buildings and structures.

Известен дезинтегратор, содержащий корпус со всасывающим и нагнетательными патрубками, ротор с чередующимися продольными выступами и впадинами, взаимодействующими через кольцевой канал с выступами и впадинами кольца корпуса /патент РФ N 2086641, кл. C 12 M 1/33, C 02 F 3/00, 1993/, недостатком которого является низкая степень диссипации напоров в тепловую энергию при трансформации скоростного в статический и наоборот, что снижает эффективность работы устройства в системах локального теплоснабжения зданий и сооружений. A known disintegrator comprising a housing with suction and discharge nozzles, a rotor with alternating longitudinal protrusions and depressions interacting through an annular channel with the protrusions and depressions of the housing ring / RF patent N 2086641, cl. C 12 M 1/33, C 02 F 3/00, 1993 /, the disadvantage of which is the low degree of dissipation of pressures into thermal energy during the transformation of high-speed into static and vice versa, which reduces the efficiency of the device in local heating systems of buildings and structures.

Цель изобретения достигается тем, что выступы и впадины взаимодействующих элементов кольца корпуса и ротора выполнены треугольной формы с вертикальными и наклонными стенками, причем наклон впадины ротора выполнен в направлении его вращения, а впадины кольца корпуса в противоположном, а вертикальные стенки впадин выполнены с дополнительными продольными впадинами, а нагнетательный патрубок корпуса снабжен улиткообразной вставкой, раструб которой примыкает к нагнетательному патрубку, а суженная часть улитки выполнена с патрубком отвода, перпендикулярным плоскости улитки, и во внутренней полости его смонтирована плоская спираль. The purpose of the invention is achieved in that the protrusions and troughs of the interacting elements of the ring of the housing and the rotor are made triangular in shape with vertical and inclined walls, the inclination of the cavity of the rotor is made in the direction of rotation, and the cavity of the ring of the housing in the opposite, and the vertical walls of the cavities are made with additional longitudinal cavities and the discharge pipe of the housing is equipped with a cochlear insert, the socket of which is adjacent to the discharge pipe, and the narrowed part of the cochlea is made with the pipe outlet and perpendicular to the plane of the cochlea and in its inner cavity is mounted a flat spiral.

Впадины ротора увеличивают скорость вращения воды сопоставимыми со скоростью его вращения, т.е. повышают скоростной напор, а впадины кольца корпуса повышают степень торможения воды, а соответственно степень трансформации перехода скоростного напора в статический. Дополнительные впадины вертикальных стенок основных впадин создают условия образования кавитационных полостей для гидродинамической ударной дезинтеграции микроорганизмов, находящихся в воде, в т.ч. железобактерий. Улиткообразная вставка увеличивает продолжительность нахождения воды в кольцевом канале между кольцом корпуса и ротором, а соответственно трансформации напоров и перехода части напоров в тепловую энергию, т.е. нагрев воды. The hollows of the rotor increase the speed of rotation of water comparable to the speed of its rotation, i.e. increase the pressure head, and the hollows of the body ring increase the degree of deceleration of water, and, accordingly, the degree of transformation of the transition of the pressure head to static. Additional depressions of the vertical walls of the main depressions create conditions for the formation of cavitation cavities for hydrodynamic shock disintegration of microorganisms in water, incl. iron bacteria. The cochlear insert increases the duration of water in the annular channel between the housing ring and the rotor, and, accordingly, the transformation of pressures and the transition of some of the pressures to thermal energy, i.e. water heating.

На фиг. 1 показан продольный разрез устройства; на фиг. 2 - разрез А-А улиткообразной вставки; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - схема системы отопления с применением дезинтеграторного устройства. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a device; in FIG. 2 - section aa of the cochlear insert; in FIG. 3 - node I in FIG. 1; in FIG. 4 is a diagram of a heating system using a disintegrator device.

Дезинтеграторное устройство, содержащее корпус 1 со всасывающим 2 и нагнетательным 3 патрубками, ротор 4 с чередующимися продольными выступами 5 и впадинами 6, взаимодействующими через кольцевой канал 7 с выступами 8 и впадинами 9 кольца 10 корпуса 1. Выступы 8 и впадины 9 взаимодействующих элементов кольца 10 корпуса 1 и выступы 5 и впадины 6 ротора 4 выполнены треугольной формы с вертикальными и наклонными стенками, причем наклон впадин 6 ротора 4 выполнен в направлении его вращения, а впадины 9 кольца 10 корпуса 1 в противоположном, причем вертикальные стенки впадин 6 и 9 выполнены с дополнительными продольными впадинами 11, а нагнетательный патрубок 3 корпуса 1 снабжен улиткообразной вставкой 12, раструб 13 которой примыкает к нагнетательному патрубку 3, а суженная часть 14 улиткообразной вставки 12 выполнена с патрубком 15 отвода, перпендикулярным плоскости улиткообразной вставки, и во внутренней полости его смонтирована спираль 16. Система отопления включает теплообменники 17, запорную арматуру 18, обратный клапан 19 и реле температуры 20, взаимодействующее с электродвигателем 21 привода ротора 4. A disintegrator device comprising a housing 1 with a suction 2 and discharge 3 nozzles, a rotor 4 with alternating longitudinal protrusions 5 and depressions 6, interacting through an annular channel 7 with the protrusions 8 and depressions 9 of the ring 10 of the housing 1. The protrusions 8 and depressions 9 of the interacting elements of the ring 10 the housing 1 and the protrusions 5 and depressions 6 of the rotor 4 are triangular in shape with vertical and inclined walls, the inclination of the depressions 6 of the rotor 4 is made in the direction of rotation, and the depressions 9 of the ring 10 of the housing 1 in the opposite, and vertically the walls of the depressions 6 and 9 are made with additional longitudinal depressions 11, and the discharge pipe 3 of the housing 1 is equipped with a cochlear insert 12, the bell 13 of which is adjacent to the discharge pipe 3, and the narrowed part 14 of the cochlear insert 12 is made with a branch pipe 15 that is perpendicular to the plane of the cochlear insert and a spiral 16 is mounted in its inner cavity. The heating system includes heat exchangers 17, shutoff valves 18, check valve 19 and temperature switch 20, which interacts with the rotor drive motor 21 ra 4.

Дезинтеграторное устройство 22 в системе отопления работает следующим образом. Disintegrator device 22 in the heating system operates as follows.

При вращении электродвигателя 21 дезинтеграторного устройства 22 ротор 4 перемещает воду от всасывающего патрубка 2 к нагнетательному 3. При вращении ротора 4 под действием центробежной силы вода выбрасывается в кольцевой канал 7 и заполняет впадины 9 кольца 10 корпуса 1 с переходом скоростного напора в статический. При опорожнении впадин 6 они заполняются новыми порциями воды, но с более высоким напором в сравнении с предыдущей впадиной 6. Таким образом при перемещении воды от патрубка 2 к патрубку 3 статическое давление возрастает многократно. Выполнение впадин 6 и 9 треугольной формы для ротора 4 способствует повышению скоростного напора, а для кольца 10 корпуса 1 - повышению статистического за счет торможения перемещения воды. При выбросе воды из впадин 6 в дополнительных впадинах 11 возникает вакуум за счет опорожнения. При низких давлениях из воды выделяются пузырьки пара, которые схлопываются при охлаждении новыми порциями воды, поступающей из впадин 9 кольца корпуса 1, имеющего более низкую температуру в сравнении с температурой ротора 4. Пар в пузырьках конденсируется, причем объем конденсата в тысячу раз меньше объема пара, из которого он образовывался, и воде образуются полости низкого давления, которые заполняются водой с гидравлическими ударами. Центрами конденсации являются микроорганизмы, в том числе железобактерии. Гидравлические удары разрушают оболочки микроорганизмов, т. е. осуществляется дезинтеграция. При многократных переходах скоростного давления в статическое часть энергии трансформации напоров переходит в тепловую с повышением температуры воды. Для повышения эффекта диссипации энергии и нагрева воды на выходе из нагнетательного патрубка 3 установлена улиткообразная вставка 12, обеспечивающая торможение перемещения воды в кольцевом канале 7 и повышение продолжительности обработки и нагрева воды. Одновременно во вставке за счет изменения эпюры скоростей по ее сечению возникает внутреннее трение между молекулами воды, повышающее ее температуру. Для повышения градиента скоростей патрубок 15 снабжен плоской спиралью, повышающей скорости перемещения воды в пристенной области патрубка 15. Гидравлические удары в кольцевом канале и во впадинах 6 и 9, дезинтегрируя микроорганизмы, устраняют биологическое обрастание живого сечения трубопроводов системы отопления и внутренние поверхности теплообменников 17, что снижает гидравлические сопротивления системы, а соответственно расход энергии на циркуляцию воды. Устранение биообрастания теплообменников 17 повышает коэффициенты теплопередачи от воды к воздуху помещений объекта отопления. Устранение железобактерий сокращает до минимума коррозию системы, т.е. повышается эксплуатационный ресурс системы. При повышении температуры воздуха в помещениях выше комфортных условий происходит отключение от реле температуры 20 электродвигателя 21 дезинтеграторного устройства 22. When the electric motor 21 of the disintegrator device 22 rotates, the rotor 4 moves water from the suction pipe 2 to the discharge 3. When the rotor 4 rotates under the action of centrifugal force, water is discharged into the annular channel 7 and fills the cavities 9 of the ring 10 of the housing 1 with the transition of the pressure head to static. When emptying the depressions 6, they are filled with new portions of water, but with a higher pressure in comparison with the previous depression 6. Thus, when the water moves from the nozzle 2 to the nozzle 3, the static pressure increases many times. The execution of the hollows 6 and 9 of a triangular shape for the rotor 4 contributes to an increase in the pressure head, and for the ring 10 of the housing 1, it increases the statistical pressure by inhibiting the movement of water. When ejecting water from the depressions 6 in the additional depressions 11, a vacuum occurs due to emptying. At low pressures, steam bubbles are released from the water, which collapse upon cooling with new portions of water coming from the troughs 9 of the ring of the housing 1, which has a lower temperature in comparison with the temperature of the rotor 4. The vapor in the bubbles condenses, and the condensate volume is a thousand times smaller than the steam volume , from which it was formed, and low-pressure cavities are formed, which are filled with water with hydraulic shocks. Condensation centers are microorganisms, including iron bacteria. Water hammer destroys the shell of microorganisms, i.e., disintegration is carried out. With multiple transitions of velocity pressure to the static part of the pressure transformation energy, it goes into heat with increasing water temperature. To increase the effect of energy dissipation and water heating, a cochlear insert 12 is installed at the outlet of the discharge pipe 3, which provides braking of the movement of water in the annular channel 7 and an increase in the duration of processing and heating of water. At the same time, in the insert due to a change in the velocity diagram over its cross section, internal friction arises between water molecules, increasing its temperature. To increase the velocity gradient, the pipe 15 is equipped with a flat spiral that increases the speed of movement of water in the wall region of the pipe 15. Hydraulic shocks in the annular channel and in the depressions 6 and 9, disintegrating microorganisms, eliminate biological fouling of the living section of the heating system pipelines and the internal surfaces of the heat exchangers 17, which reduces the hydraulic resistance of the system, and accordingly the energy consumption for water circulation. The elimination of biofouling of heat exchangers 17 increases the coefficients of heat transfer from water to air in the premises of the heating facility. Elimination of iron bacteria minimizes system corrosion, i.e. increases the operational life of the system. With increasing air temperature in rooms above comfortable conditions, the motor 20 of the disintegrator device 22 is disconnected from the temperature switch 20.

Переход от обогрева зданий и сооружений с использованием тепла ТЭЦ на локальный нагрев от дезинтеграторного устройства позволяет поддерживать температуру воздуха в помещениях в зависимости от погодных условий, сокращая до минимума расход энергии на отопление с созданием комфортных условий в помещениях. Исключается нагрев наружного воздуха теплотрассам ТЭЦ, устранение эксплуатационных расходов на их содержание. The transition from heating buildings and structures using heat from the CHP to local heating from a disintegrator device allows you to maintain indoor air temperature depending on weather conditions, minimizing energy consumption for heating with the creation of comfortable indoor conditions. It excludes the heating of outdoor air to the heating mains of the CHPP, the elimination of operating costs for their maintenance.

Claims

A disintegrator device comprising a housing with suction and discharge nozzles, a rotor with alternating longitudinal protrusions and troughs interacting through the annular channel with the protrusions and troughs of the housing ring, characterized in that the protrusions and troughs of the rotor and the housing ring are triangular in shape and the vertical walls of the troughs are made with additional longitudinal depressions, the inclination of the rotor depressions being made in the direction of its rotation, and the inclination of the depressions on the housing ring in the opposite, while the flare pipe of the housing is in communication with the bell of the cochlear insert, to the narrowed part of which a branch pipe is attached perpendicular to the plane of the insert, in the inner cavity of which a flat spiral is mounted.