RU2619665C2 - Cavitator for heat release in liquid - Google Patents

Cavitator for heat release in liquid Download PDF

Info

Publication number
RU2619665C2
RU2619665C2 RU2015145776A RU2015145776A RU2619665C2 RU 2619665 C2 RU2619665 C2 RU 2619665C2 RU 2015145776 A RU2015145776 A RU 2015145776A RU 2015145776 A RU2015145776 A RU 2015145776A RU 2619665 C2 RU2619665 C2 RU 2619665C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
valve
venturi
shaped cylindrical
shock
Prior art date
Application number
RU2015145776A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015145776A (en
Inventor
Алексей Павлович Левцев
Андрей Николаевич Макеев
Ольга Вячеславовна Кудашева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority to RU2015145776A priority Critical patent/RU2619665C2/en
Publication of RU2015145776A publication Critical patent/RU2015145776A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2619665C2 publication Critical patent/RU2619665C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: cavitator for heat release in liquid comprises a housing with an axial Venturi tube mounted on it in front of which upstream the motion of the liquid the shock valve and the side Venturi tubes are located. The housing comprises a hollow tube with a end-to-end channel in the wall connected to the hydraulic accumulator. The shock valve has three degrees of freedom relative to the housing and the axial Venturi tube located along the horizontal axis of the H-shaped cylindrical coil mounted in the housing. In the end of the H-shaped cylindrical coil at the side of the shock valve through holes are made and in its opposite end the side Venturi tubes are located. The cavitator comprises a check valve designed as a disk which is pressed to the through holes by a return spring set in a spacer between the ends of the H-shaped cylindrical coil. The shock valve is pressed between a large conical spring fixed at a base in the end of the axial Venturi tube in axial alignment with it and a small conical spring fixed in the retaining ring rigidly mounted in the housing.
EFFECT: invention improves the reliability of the cavitator operation by minimizing the mechanical friction of moving components with the capability of stabilization of cavitation process in liquid.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики, где может быть использовано в качестве источника теплоты для систем централизованного и индивидуального теплоснабжения с жидкостным теплоносителем.The invention relates to the field of power engineering, where it can be used as a heat source for centralized and individual heat supply systems with a liquid coolant.

Известен кавитатор для тепловыделения в жидкости, содержащий цилиндрический корпус с соосно расположенной с ним трубкой Вентури с установленной на ней вставкой, перед которой со стороны набегающего потока на трубке Вентури установлен с возможностью вращения шнек. Вставка со стороны выхода потока выполнена выступающей за пределы трубки Вентури и на ее наружной поверхности выполнены продольные пазы, открытые со стороны шнека, а с противоположной стороны - сообщающиеся посредством отверстий с выходной поверхностью вставки (RU 2126117, МПК F24J 3/00, опубл. 10.02.1999).Known cavitator for heat dissipation in a liquid, containing a cylindrical body with a venturi tube coaxially located with it with an insert installed on it, in front of which, on the side of the incoming flow, a screw is mounted on the venturi. The insert on the outlet side of the flow is made protruding beyond the venturi and on its outer surface there are longitudinal grooves open on the side of the screw, and on the opposite side communicating through openings with the outlet surface of the insert (RU 2126117, IPC F24J 3/00, publ. 10.02 .1999).

Среди недостатков известной конструкции следует отметить относительно низкую эффективность работы и малую надежность работы устройства, обусловленные наличием механического трения крыльчатки при ее вращении и необходимостью поддержания значительного располагаемого напора жидкости на входе (для достижения скоростей кавитации).Among the disadvantages of the known design, it is worth noting the relatively low efficiency and low reliability of the device, due to the presence of mechanical friction of the impeller during its rotation and the need to maintain a significant available fluid pressure at the inlet (to achieve cavitation speeds).

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является кавитатор для тепловыделения в жидкости, включающий корпус и установленную в нем осевую трубку Вентури, перед осевой трубкой Вентури по ходу движения жидкости установлен ударный клапан, жестко соединенный со штоком регулируемой длины за счет установленных на нем гаек и вставленный во втулку, запрессованную в перегородку со сквозными профилированными отверстиями, расположенную перед входом жидкости, вокруг осевой трубки Вентури диаметрально расположены дополнительные трубки Вентури (RU 99123, МПК F24J 3/00, опубл. 10.11.2010).The closest technical solution for the combination of essential features is a cavitator for heat dissipation in a liquid, including a housing and an axial venturi installed in it; an shock valve is installed in front of the axial venturi along the liquid, rigidly connected to a rod of adjustable length due to the nuts installed on it and inserted into the sleeve, pressed into the partition with through profiled holes, located in front of the fluid inlet, diametrically placed around the axial venturi additional venturi tubes were manufactured (RU 99123, IPC F24J 3/00, published 10.11.2010).

Недостаток известного устройства заключается в относительной сложности и низкой надежности конструкции, обусловленной наличием трения штока ударного клапана о втулку при его возвратно-поступательном движении, а также относительно малую эффективность работы, характеризующуюся непостоянством процесса кавитации жидкости в радиально расположенных дополнительных трубках Вентури при неконтролируемо изменяющихся гидравлических характеристиках движущегося потока в момент гидравлического удара.A disadvantage of the known device is the relative complexity and low reliability of the design, due to the friction of the shock valve rod against the sleeve during its reciprocating movement, as well as the relatively low efficiency, characterized by the inconstancy of the process of fluid cavitation in radially located additional Venturi tubes with uncontrolled changes in hydraulic characteristics moving flow at the time of water hammer.

Технический результат заключается в повышении надежности работы кавитатора за счет минимизации механического трения движущихся составных частей при обеспечении возможности стабилизации процесса кавитации в жидкости.The technical result consists in increasing the reliability of the cavitator by minimizing the mechanical friction of the moving components while ensuring the possibility of stabilization of the cavitation process in the liquid.

Сущность изобретения заключается в том, что кавитатор для тепловыделения в жидкости включает корпус с установленной в нем осевой трубкой Вентури, перед которой, по ходу движения жидкости, расположен ударный клапан и боковые трубки Вентури. Корпус представлен полой трубой со сквозным каналом в стенке, соединенным с гидроаккумулятором. Ударный клапан имеет три степени свободы относительно корпуса, а осевая трубка Вентури расположена вдоль горизонтальной оси Н-образной цилиндрической катушки, установленной в корпусе. В торце Н-образной цилиндрической катушки со стороны ударного клапана выполнены сквозные отверстия, а в противоположном ее торце расположены боковые трубки Вентури. Обратный клапан, выполненный в виде диска, поджат к сквозным отверстиям возвратной пружиной, установленной в распор между торцами Н-образной цилиндрической катушки. Ударный клапан зажат между большой конической пружиной, закрепленной основанием в торце осевой трубки Вентури соосно с ней, и малой конической пружиной, закрепленной в стопорном кольце, жестко установленной в корпусе. Форма и размер ударного клапана, а также расположение сквозных отверстий в торце Н-образной цилиндрической катушки выполнены с возможностью обеспечения поступления жидкости через обратный клапан при закрытом ударном клапане.The essence of the invention lies in the fact that the cavitator for heat dissipation in a liquid includes a housing with an axial venturi installed in it, in front of which, in the direction of movement of the liquid, a shock valve and side venturi are located. The housing is represented by a hollow pipe with a through channel in the wall connected to the accumulator. The shock valve has three degrees of freedom with respect to the housing, and the axial venturi is located along the horizontal axis of the H-shaped cylindrical coil installed in the housing. Through holes are made in the end face of the H-shaped cylindrical coil from the side of the shock valve, and side venturi tubes are located in the opposite end thereof. The non-return valve, made in the form of a disk, is pressed against the through holes by a return spring installed in the spacer between the ends of the H-shaped cylindrical coil. The shock valve is sandwiched between a large conical spring fixed by a base at the end of the axial venturi, coaxially with it, and a small conical spring fixed in the retainer ring, rigidly mounted in the housing. The shape and size of the shock valve, as well as the location of the through holes in the end of the H-shaped cylindrical coil, are configured to allow fluid to flow through the check valve with the shock valve closed.

Кавитатор для тепловыделения в жидкости включает корпус 1 с установленной в нем осевой трубкой Вентури 2, перед которой, по ходу движения жидкости, расположен ударный клапан 3 и боковые трубки Вентури 4. Корпус 1 представлен полой трубой со сквозным каналом 5 в стенке, соединенным с гидроаккумулятором 6. Ударный клапан 3 выполнен с тремя степенями свободы относительно корпуса 1. Осевая трубка Вентури 2 расположена вдоль горизонтальной оси Н-образной цилиндрической катушки 7, установленной в корпусе 1. В торце Н-образной цилиндрической катушки 7 со стороны ударного клапана 3 выполнены сквозные отверстия 8, в ее противоположном торце расположены боковые трубки Вентури 4. Обратный клапан 9, выполненный в виде диска, поджат к сквозным отверстиям 8 возвратной пружиной 10, установленной в распор между торцами Н-образной катушки 7. Ударный клапан 3 зажат между большой конической пружиной 11, закрепленной основанием в торце осевой трубки Вентури 2 соосно с ней, и малой конической пружиной 12, закрепленной в стопорном кольце 13, жестко установленном в корпусе 1. Форма и размер ударного клапана 3, а также расположение сквозных отверстий 8 в торце Н-образной цилиндрической катушки выполнены с возможностью обеспечения поступления жидкости через обратный клапан 9 при закрытом ударном клапане 3.The cavitator for heat dissipation in the liquid includes a housing 1 with an axial venturi 2 installed in it, in front of which, in the direction of the fluid, an impact valve 3 and side venturi 4 are located. The housing 1 is a hollow tube with a through channel 5 in the wall connected to the accumulator 6. The shock valve 3 is made with three degrees of freedom relative to the housing 1. The axial venturi 2 is located along the horizontal axis of the H-shaped cylindrical coil 7 installed in the housing 1. At the end of the H-shaped cylindrical coil 7 through holes 8 are made on the side of the shock valve 3, side venturi 4 are located in its opposite end face 4. The check valve 9, made in the form of a disk, is pressed against the through holes 8 by a return spring 10 installed in the spacer between the ends of the H-shaped coil 7. Impact valve 3 is sandwiched between a large conical spring 11, fixed by the base in the end of the axial venturi 2 coaxially with it, and a small conical spring 12, mounted in the circlip 13, rigidly mounted in the housing 1. The shape and size of the shock valve 3, and t kzhe location of the through holes 8 in an H-shaped end of the cylindrical coil are configured to provide fluid entry through the check valve 9 is closed when the shock valve 3.

Кавитатор для тепловыделения в жидкости работает следующим образом. The cavitator for heat in the liquid works as follows.

Со стороны расположения ударного клапана 3 в корпус 1 осуществляют подачу холодной жидкости, подлежащей нагреву, а со стороны расположения боковых трубок Вентури 4 от корпуса 1 устройства осуществляют отбор нагретой жидкости для удовлетворения различной тепловой нагрузки (тепловая нагрузка на рисунке не представлена). При известном значении скорости истечения жидкости через осевую трубку Вентури 2, в которой происходит ее кавитация, сопровождающаяся выделением тепла, ударный узел 3 увлекается движущимся потоком и закрывается. В этот момент времени кавитация в осевой трубке Вентури 2 прекращается, а со стороны закрытого ударного клапана 3 возникает импульс количества движения холодной жидкости, который, в фазу положительной волны гидравлического удара, обеспечит ее поступление через сквозные отверстия 8 и обратный клапан 9 в полость, образованную корпусом 1, Н-образной цилиндрической катушкой 7, сквозным каналом 5 и гидроаккумулятором 6, откуда холодная жидкость поступает в боковые трубки Вентури 4 для последующего подогрева. Когда положительная волна гидравлического удара сменится отрицательной, возвратная пружина 10, прижимая обратный клапан 9, закроет проходное сечение сквозных отверстий 8, сохраняя запасенное избыточное давление в гидроаккумуляторе 6, откроется ударный клапан 3 и будет происходить подогрев холодной жидкости, теперь уже, и в осевой трубке Вентури 2, одновременно с подогревом холодной жидкости, вытесняемой гидроаккумулятором 6 в боковые трубки Вентури 4. Движение ударного клапана 3 на открытие и закрытие относительно корпуса 1 происходит при сжатии-растяжении малой конической пружины 12 и большой конической пружины 11, между которым зажат ударный клапан 3. Центрирование малой конической пружины 12 в корпусе 1 обеспечивается за счет стопорного кольца 13, жестко закрепленного в корпусе 1. Использование этих двух (большой 11 и малой 12) конических пружин позволяет обеспечить движение ударного клапана 3 в трех степенях свободы относительно корпуса 1 и исключить механическое трение ударного клапан 3 о направляющие его вспомогательные устройства, которые в предлагаемом техническом решении отсутствуют.On the side of the location of the shock valve 3, cold liquid to be heated is supplied to the housing 1, and on the side of the location of the side venturi 4 from the housing 1 of the device, the selection of heated liquid is performed to satisfy various thermal loads (the thermal load is not shown in the figure). With a known value of the velocity of fluid flow through the axial venturi 2, in which it is cavitated, accompanied by heat, the shock assembly 3 is carried away by the moving flow and closes. At this point in time, cavitation in the axial venturi 2 stops, and from the side of the closed shock valve 3 there is an impulse of the amount of movement of the cold fluid, which, in the phase of the positive wave of hydraulic shock, will ensure its flow through the through holes 8 and the check valve 9 into the cavity formed case 1, an H-shaped cylindrical coil 7, a through channel 5 and a hydraulic accumulator 6, whence the cold liquid enters the side venturi 4 for subsequent heating. When the positive wave of hydraulic shock changes into a negative one, the return spring 10, pressing the non-return valve 9, closes the bore of the through holes 8, while maintaining the accumulated overpressure in the accumulator 6, the shock valve 3 opens and the cold liquid is heated, now in the axial tube Venturi 2, simultaneously with the heating of cold liquid displaced by the accumulator 6 into the side venturi 4. The movement of the shock valve 3 to open and close relative to the housing 1 occurs when the compression-tension of the small conical spring 12 and the large conical spring 11, between which the shock valve 3 is clamped. The centering of the small conical spring 12 in the housing 1 is provided by the locking ring 13, rigidly fixed in the housing 1. The use of these two (large 11 and small 12 ) conical springs allows for the movement of the shock valve 3 in three degrees of freedom relative to the housing 1 and to exclude mechanical friction of the shock valve 3 on the auxiliary devices directing it, which in the proposed technical solution are absent.

По сравнению с известным решением предлагаемое обеспечивает относительно больший коэффициент преобразования кинетической энергии жидкости в тепловую энергию при стабилизации процесса кавитации и повышении надежности работы устройства за счет минимизации механического трения движущихся составных частей.Compared with the known solution, the proposed one provides a relatively greater coefficient of conversion of the kinetic energy of the liquid into thermal energy while stabilizing the cavitation process and increasing the reliability of the device by minimizing the mechanical friction of the moving components.

Claims (1)

Кавитатор для тепловыделения в жидкости, включающий корпус с установленной в нем осевой трубкой Вентури, перед которой, по ходу движения жидкости, расположен ударный клапан и боковые трубки Вентури, отличающийся тем, что корпус представлен полой трубой со сквозным каналом в стенке, соединенным с гидроаккумулятором, ударный клапан имеет три степени свободы относительно корпуса, а осевая трубка Вентури расположена вдоль горизонтальной оси Н-образной цилиндрической катушки, установленной в корпусе, причем в торце Н-образной цилиндрической катушки со стороны ударного клапана выполнены сквозные отверстия, а в противоположном ее торце расположены боковые трубки Вентури, обратный клапан, выполненный в виде диска, поджат к сквозным отверстиям возвратной пружиной, установленной в распор между торцами Н-образной цилиндрической катушки, ударный клапан зажат между большой конической пружиной, закрепленной основанием в торце осевой трубки Вентури соосно с ней, и малой конической пружиной, закрепленной в стопорном кольце, жестко установленной в корпусе, при этом форма и размер ударного клапана, а также расположение сквозных отверстий в торце Н-образной цилиндрической катушки выполнены с возможностью обеспечения поступления жидкости через обратный клапан при закрытом ударном клапане.A cavitator for heat dissipation in a fluid, comprising a housing with an axial venturi installed in it, in front of which, in the direction of the fluid, there is a shock valve and side venturi, characterized in that the housing is a hollow pipe with a through channel in the wall connected to the accumulator, the shock valve has three degrees of freedom relative to the housing, and the axial venturi is located along the horizontal axis of the H-shaped cylindrical coil installed in the housing, and at the end of the H-shaped cylindrical the coils on the side of the shock valve are made through holes, and side venturi tubes are located in the opposite end, the check valve, made in the form of a disk, is pressed against the through holes by a return spring installed in the spacer between the ends of the H-shaped cylindrical coil, the shock valve is clamped between the large a conical spring fixed to the base at the end of the axial venturi tube coaxially with it, and a small conical spring fixed to the circlip, rigidly installed in the housing, while the shape and size of molecular weight of the valve, and the location of the through holes in the end of the H-shaped cylindrical coil configured to provide fluid entry through the check valve when the valve is closed shock.
RU2015145776A 2015-10-23 2015-10-23 Cavitator for heat release in liquid RU2619665C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145776A RU2619665C2 (en) 2015-10-23 2015-10-23 Cavitator for heat release in liquid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145776A RU2619665C2 (en) 2015-10-23 2015-10-23 Cavitator for heat release in liquid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015145776A RU2015145776A (en) 2017-04-25
RU2619665C2 true RU2619665C2 (en) 2017-05-17

Family

ID=58642092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015145776A RU2619665C2 (en) 2015-10-23 2015-10-23 Cavitator for heat release in liquid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619665C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109626546A (en) * 2018-12-18 2019-04-16 西安交通大学 A kind of ring wall distribution jet flow cavitation water treatment facilities

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4590918A (en) * 1983-07-20 1986-05-27 Nobuyoshi Kuboyama Heat generating apparatus by use of multistage rotary means
RU2126117C1 (en) * 1997-11-10 1999-02-10 Фирма "МИДИЕР" - Индивидуальное частное предприятие Д.Е.Миронидис Cavitator for heat release in liquid
RU2238402C2 (en) * 2002-10-03 2004-10-20 Виноградов Евгений Викторович Method for degassing oil in end separation plants and device for realization of said method
RU2309340C2 (en) * 2005-03-23 2007-10-27 Андрей Григорьевич Ляпин Apparatus for converting kinetic energy of liquid flow to heat
RU99123U1 (en) * 2010-05-20 2010-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" CAVITATOR FOR HEAT DISCHARGE IN LIQUID

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4590918A (en) * 1983-07-20 1986-05-27 Nobuyoshi Kuboyama Heat generating apparatus by use of multistage rotary means
RU2126117C1 (en) * 1997-11-10 1999-02-10 Фирма "МИДИЕР" - Индивидуальное частное предприятие Д.Е.Миронидис Cavitator for heat release in liquid
RU2238402C2 (en) * 2002-10-03 2004-10-20 Виноградов Евгений Викторович Method for degassing oil in end separation plants and device for realization of said method
RU2309340C2 (en) * 2005-03-23 2007-10-27 Андрей Григорьевич Ляпин Apparatus for converting kinetic energy of liquid flow to heat
RU99123U1 (en) * 2010-05-20 2010-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" CAVITATOR FOR HEAT DISCHARGE IN LIQUID

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015145776A (en) 2017-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2793259A3 (en) Phase transfer heat dissipating device and phase transfer heat dissipating system
RU2018102560A (en) Heat exchanger
RU2619665C2 (en) Cavitator for heat release in liquid
CL2018003386A1 (en) Combined heating and cooling system.
ES2659776T3 (en) Phase transformation heat exchange device
Levtsev et al. Pulsating heat transfer enhancement in the liquid cooling system of power semiconductor converter
RU2558740C1 (en) Percussion assembly
BR112022020458A2 (en) DEVICE FOR DESALINATION BY COMPRESSION OF LIQUID WATER JET
CN109099104B (en) Water-cooling temperature-control fluid damper
RU2701788C1 (en) Heat exchanger
WO2019083445A8 (en) Radiant cooler based on direct absorption and latent heat transfer, methods of forming and operating the same
RU2357162C1 (en) Cavitation-vortex energy converter
RU99123U1 (en) CAVITATOR FOR HEAT DISCHARGE IN LIQUID
RU2301947C1 (en) Device for heating fluid
RU2518762C1 (en) Multistage immersion vibratory pump with axial connection
RU154735U1 (en) HEAT EXCHANGER
US7523873B1 (en) Heating system
AR113025A1 (en) OPERATION UNIT AND ITS USE
RU2613152C1 (en) Device for pulse circulation environment in a closed circuit
Kim et al. Experimental Study of Air-cooled Condensation in Slightly Inclined Circular Tube
RU120165U1 (en) DEVICE FOR REDUCING HYDRAULIC LOSSES IN A PIPELINE
Ahmed et al. Experimental study of the energy separation in counter flow vortex tube
Saudagar et al. Experimental analysis of vapour compression refrigeration system with diffuser at condenser inlet
RU92495U1 (en) PNEUMATUS PULSE
RU2702064C1 (en) Pulse supercharger-heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171024