Устройство для регулирования температуры жидкого теплоносителя

 

C0IO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1108325 (21) 3796920/24-06 (22) 03.10,84 (46) 15.02.86. Бюл. ¹ 6 (71) Научно-исследовательский и конструкторский институт по разработке машин и оборудования для переработки пластических масс, резины и искусственной кожи (72) В.П,Баско, Е,В.Климкин и Е.Д.Скачков (53) 621.565.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1044109, кл. F 28 F 27/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1108325. кл. F 28 F 27/00, 1983. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ по авт.св,СССР № 1108325, „„Я0„„1211588 A (gD 4 Г 28 F 27/00 F 28 D 7/02 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, в полости между витками змеевика по оси теплообменника и с зазорами относительно крышки и днища дополнительно установлен вытеснитель.

2 ° Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что вытеснитель установлен с возможностью вращения вокруг оси теплообменника.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что вытеснитель свободно погружен в теплоноситель, заполняющий теплообменник, и снабжен ограничителем нижнего положения.

4. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что вытеснитель выполнен в виде винтовой ленты.

Внутри теплоабменника 1 по его оси размещен асесимметричный вытеснитель 12, жестко закрепленный с помощью держателей 13 так, что между ним и крышкой 3 с одной стороны, а также днищем 4 с другой имеются зазоры. Наружная поверхность вытеснителя 12 выполнена в виде поверхности вращения (сфероида, цилиндра с конусами по торцам и т.д).

К патрубку 5 подвода теплоносителя и каналу 9 с помощью труб подключает55

1 1 2115

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может бьггь испол:ьзовано в энергетической промьппленности и является усовершенствованием изобретения по авт.св. ¹ 1108325, 5

Целью изобретения является интенсификация теплаобмена.

На фиг.1 схематически изображено устройство при неподвижном закреплении вытеснителя; на фиг,2 — то же, 10 при установке вытеснителя с возможностью вращения вокруг оси теплообменника; на фиг,3 — то же, при свободном погружении вытеснителя в теплоноситель; на фиг.4 — то же, при l5 выполнении вытеснителя в виде винтовой ленты.

Устройство для регулировавия температуры жидкого теплоносителя содержит теплообменник 1 с теплообмен- 20 ным элементом 2 змеевикового типа, крьппкай 3, днищем 4 и патрубком 5 подвода теплоносителя, установленным тангенциально витками теплообменного элемента 2, насос 6, подключенный 25 всасывающей стороной к днищу 4, и расширительный бачок 7, подключенный к крышке 3.

Корпус теплообменника 1 может быть выполнен в виде воронки, установ- З0 ленной на распределительной плите 8, имеющей канал 9, сообщающийся с нагнетающим патрубком насоса 6.

Расширительный бачок 7 снабжен пробкой 10, предназначенной для за35 ливки теплоносителя в устройство и имеющей отверстие для соединения с атмосферой. Бачок 7 имеет также указатель 11 уравняв

Одна часть теплообменного элемен40 та 2 может служить для нагревания, а другая — для охлаждения жидкого теплоносителя и каждая из них может быть выполнена в виде конического змеевика, установленного большим ос45 нованием в сторону крышки 3., 88

2 ся объект теплоснабжения, например тепловая зона червячной машины для переработки пластмасс, требующая подвода или отвода тепла в зависимости от режима ее работы, Согласно другому варианту испол— нения вытеснитель 12 прикреплен с помощью эластичных растяжек.14 и карабинов 15, чем достигается возможность его осевого вращения, осуществляемого вместе с вращающимся теплоносителем либо принудительно.

В последнем случае устройство дополнительно оснащено электродвигателем (не показан), механически связанным с вытеснителем 12, В случае вращения вытеснителя 12, осуществляемого вместе с вращающимся теплоносителем, ан может быть свободна погружен в теплонаситель без каких-либо механических связей с корпусом теплаабменника, крьппкай и днищем. При этом вытеснитель 12 снабжен ограничителем 16 нижнего положения и контактным штырем 17, благодаря чему обеспечивается зазор между ним и днищем 4 при работе уст— райства,.

Вытеснитель 12 может бьггь выполнен в виде винтовой ленты 18, витки которой расположены встречна витками змеевика теплообменника. Поверхность такой ленты является прямым геликоидам: лента прикреплена к крышке с гомащью стоек 19.

Устройство работает следующим образом.

После заливки теплоносителя через пробку 10 расширительного бачка 7 до отметки на указателе 11 уровня включают электропривад насоса 6. Насос

6 прокачивает тепланаситель в замкнутой системе между устройствам и объектом теплоснабжения, Поступая ат объекта в теплообменник i через патрубок 3, теплонаситель движется по спирали сверху вниз в зазоре меж„zy корпусом теплообменника 1 и вытеснителем 12 с увеличивающейся угловой скоростью и попадает ва всасывающую полость насоса 6. Из насоса 6 теплоноситель через канал 9 вновь поступает к объекту, замыкая,. таким образам, контур циркуляции. Регулирование температуры теплоносителя осуществляется с помощью нагревaтельных и охлаждающих теплаабменных элементов

2, пространственно размещенных меж у корпусом теплообменника 1 и вытес нителем 12. Нагревательные элементы включаются, если теплоноситель отдает часть своего тепла объекту, а в охлаждающие подается охлаждающая вода при необходимости охлаждения объекта.

Выполнение корпуса теплообменника

1 в виде закрытой сверху воронки и расположение патрубка 5 подвода теплоносителя тангенциально витками теплообменного элемента 2 позволяет достичь значительной скорости движения врацающегося теплоносителя и исключить возможность образования застойных зон. Выполнение этих элементов в виде конических змеевиков, совпадающих с направлением движения теплоносителя, создает минимальное гидравлическое сопротивление потоку и способствует увеличению его скорости.

Наличие внутри теплообменника 1 осесимметричного вытеснителя 12 исключает возможность появления воздушного столба при закритических расходах теплоносителя. Одновременно уменьшается площадь поперечного сечения теплообменника 1, по которому движется вращающийся теплоноситель, что приводит к дополнительному увеличению скорости его движения относительно теплообменных элементов 2 и способствует интенсификации теплообмена.

В случае применения. вращающегося вытеснителя 12 скорость вращения теплоносителя еще более возрастает, так как градиент скорости у поверхности вытеснителя 12 стремится к нулю, При принудительном вращении вытеснителя 12 его скорость превышает скорость вращения среды, что дополнительно интенсифицирует теплообмен. Вытеснитель 12, свободно погру-,кенный в среду, имеет обычно форму сфероида со средним удельным весом меньше, чем у теплоносителя, и поэтому касается крышки 3 при включенном насосе 6. После включения насоса 6 такой вытеснитель 12 начинает вращаться вместе с теплоносителем, занимает положение соосно теплообменнику 1 и начинает перемещаться

10 вниз за счет эффекта воронки, Перемещение продолжается до касания вытеснителем 12 контактного штыря

17 ограничителя 16. В таком положении вращающийся вытеснитель 12 остается на протяжении всего времени работы у-стройства.

При вращении теплоносителя в воронке происходит его эффективная сепарация, Более легкие газообраз20 ные продукты разложения теплоносителя и воздушные включения собираюгся по центру в верхней части теплообменника 1 и выходят в расширительный бачок 7 и атмосферу. В слу25 чае выполнения вытеснителя 12 в виде спиральной ленты 18 последняя работает подобно шнековому транспортеру. При этом встречное расположение витков ленты 18 и элементов 2 обеспечивает транспортировку газообразных включений вверх, препятствуя возникновению воздушного столба при закритических значениях расхода теплоносителя, Контакт теплоносителя с атмосферой происходит в расширительном бачке, где его температура близка к температуре окружающей среды, что снижает пожаро- и взрывоопасность

40устр

Благодаря интенсивному вращению теплоносителя в воронке, расход его возрастает, что улучшает условия загрузки насоса по объемной подаче.

121 1588!

211588

Составитель В. Косенко

Редактор И.Рыбченко Техред M,Íàäü Корректор,,М.Максимишинец

Заказ 633/46 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал !П!П "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4