RU2231004C1 - Роторный кавитационный насос-теплогенератор - Google Patents
Роторный кавитационный насос-теплогенератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231004C1 RU2231004C1 RU2002128562/06A RU2002128562A RU2231004C1 RU 2231004 C1 RU2231004 C1 RU 2231004C1 RU 2002128562/06 A RU2002128562/06 A RU 2002128562/06A RU 2002128562 A RU2002128562 A RU 2002128562A RU 2231004 C1 RU2231004 C1 RU 2231004C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holes
- rotor
- stator
- ring
- heat generator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к конструкциям насосов-теплогенераторов для использования в локальных системах отопления и горячего водоснабжения и нагрева жидкостей в различных технологических системах. Насос-теплогенератор содержит полый корпус с патрубками подвода нагреваемой жидкости и отвода нагретой жидкости, ротор с кольцом ротора, имеющим цилиндрические отверстия, кольцо статора с внезапно расширяющимися отверстиями и стержневые излучатели. Входной и выходной диаметры отверстий в кольце статора, а также длина расширенной части указанных отверстий находятся в определенных зависимостях. Изобретение направлено на повышение эффективности преобразования механической энергии в тепловую за счет более полного использования кинетической энергии струй жидкости и упрощение конструкции насоса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к конструкциям насосов-теплогенераторов, которые могут быть использованы преимущественно в локальных системах теплоснабжения промышленных зданий, цехов, общественных и жилых помещений, а также для нагрева жидкостей в различных технологических системах.
Известна конструкция насоса-теплогенератора (патент Российской Федерации RU №2160417), в котором имеется полый корпус со всасывающим патрубком для подвода нагреваемой жидкости и нагнетательным патрубком для отвода нагретой жидкости. Внутри корпуса расположены: ротор в виде центробежного колеса с отверстиями по периферии и статор с отверстиями. Статор установлен коаксиально ротору. Отверстия ротора выполнены в виде коноидальных насадков, сужающихся в сторону статора. Отверстия статора выполнены в виде внезапно расширяющихся насадков с переходом в конические расходящиеся насадки с углом расширения ∠=90°.
Недостатками известного устройства являются:
- отсутствие зон кавитации в отверстиях ротора,
- форма отверстий статора недостаточно использует энергию транзитной струи жидкости в целях расширения зон кавитации, являющихся основными источниками тепловыделения.
Известен наиболее близкий к изобретению роторный насос-теплогенератор (патент Российской Федерации RU №2159901), в котором имеется полый корпус со всасывающим патрубком для подвода нагреваемой жидкости и нагнетательным патрубком для отвода жидкости. Внутри корпуса концентрично друг другу расположены ротор и статор. В периферийной части ротора, в кольцевой насадке, отверстия выполнены в виде внешних цилиндрических насадков Вентури, а отверстия в статоре выполнены расширяющимися в сторону корпуса и имеющими форму внезапно расширяющихся насадков.
Недостатками известного устройства являются:
- недостаточное использование энергии транзитной струи жидкости в отверстиях статора в целях образования гидродинамической кавитации,
- не проработано соотношение диаметров отверстий в кольцах статора (начальный диаметр и диаметр расширенного участка) в целях максимального развития кавитации в водоворотных зонах;
- не определена оптимальная длина расширенного участка отверстий статора по отношению к высоте уступа K=(D/2 - d/2), где D – выходной диаметр отверстий; d – входной диаметр отверстий.
Задача изобретения - создание устройства, позволяющего более полно использовать кинетическую энергию транзитной части струи жидкости в отверстиях статора для нагрева жидкости за счет оптимального соотношения диаметров и длины расширенной части отверстий, размещения стержневых излучателей и кавитационных эффектов преобразования кинетической энергии в тепловую.
Поставленная задача достигается тем, что в роторном кавитационном насосе-теплогенераторе, содержащем полый корпус со всасывающим патрубком для подвода нагреваемой жидкости и нагнетательным патрубком для отвода нагретой жидкости, внутри которого расположены: ротор с кольцом ротора, имеющим цилиндрические отверстия, и статор с кольцом статора, имеющим внезапно расширяющиеся отверстия, согласно изобретению отверстия в кольце статора выполнены внезапно расширяющимися с соотношением входного и выходного диаметров отверстий d/D=0,6, а длина расширенной части отверстий находится в зависимости L=5(D/2 - d/2). По оси отверстий кольца статора могут быть установлены стержневые излучатели, имеющие острые кромки с углом заточки до 30° и расширенные части.
На фиг.1 изображен поперечный разрез роторного кавитационного насоса-теплогенератора, состоящего из следующих основных деталей: 1 - полый корпус; 2 - вал ротора; 3 - кольцо ротора; 4 - кольцо статора; 5 - отверстия в кольце статора в виде внезапно расширяющихся насадков; 6 - стержневые излучатели.
На фиг.2 изображено положение колец 3, 4 ротора и статора при совмещении отверстий. В данном положении происходит образование зон кавитации в кольце ротора - зона А, в кольце статора - зона Б, на стержневом излучателе 6 - зона С.
На фиг.3 изображено положение колец 3, 4 ротора и статора при смещении, несовпадении отверстий. В момент перекрытия отверстий в зоне А возникает гидравлический удар, способствующий исчезновению (схлопыванию) кавитационных пузырьков, а в зонах Б и С кавитационные пузырьки охлопываются под действием давления жидкости Р2 в корпусе 1 насоса-теплогенератора.
Насос-теплогенератор содержит корпус 1 (фиг.1) с патрубками для подвода и отвода нагреваемой жидкости, внутри которого расположены стержневые излучатели 6, и кольцо 4 статора (фиг.1, 2, 3). Внутри корпуса 1 концентричного кольцу 4 статора расположен ротор с кольцом 3 ротора, закрепленные на валу 2.
В периферийной части ротора отверстия выполнены цилиндрическими, а отверстия 5 в кольце 4 статора выполнены внезапно расширяющимися с отношением диаметров d/D=0,6, где d – входной диаметр отверстий; D – выходной диаметр отверстий.
Длина расширенной части отверстий 5 определяется как L=5(D/2 - d/2).
По оси отверстий 5 кольца 4 статора расположены стержневые излучатели 6, предназначенные для образования водоворотных зон С и ультразвуковой кавитации, возникающей на острых кромках излучателей 6 - “клиновой тон”.
Работает описанный роторный кавитационный насос-теплогенератор следующим образом.
Нагреваемая жидкость по всасывающему патрубку полого корпуса 1 поступает в ротор с кольцом 3 ротора. Ротор, вращаемый валом 2, лопатками воздействует на жидкость, сообщая ей кинетическую энергию и направляя ее в отверстия кольца 3 ротора. Жидкость, проходя через отверстия кольца 3 ротора, образует водоворотные зоны А с пониженным давлением и образованием в ней кавитационных пузырьков. Транзитная струя жидкости в пределах зоны А также насыщается кавитационными пузырьками.
В момент совмещения отверстий кольца 3 ротора и отверстий 5 кольца 4 статора (фиг.2) жидкость, проходящая через отверстия ротора, образующая водоворотные зоны А и обладающая большой кинетической энергией, попадая во внезапно расширяющиеся отверстия 5 кольца 4 статора, образует водоворотные зоны Б. Транзитные же части струй, огибая стержневые излучатели 6, образуют водоворотные зоны С, которые являются центрами образования кавитационных пузырьков (зоны А, Б, С). Наиболее выгодны, с точки зрения образования кавитационных пузырьков, соотношение диметров отверстий 5 кольца 4 статора d/D=0,6 (фиг.3) и длины отверстий 5 расширенной части L=5(D/2 - d/2) (фиг 2).
Кроме того, при натекании транзитных струек жидкости, проходящих через внезапно расширяющиеся отверстия 5 кольца 4 статора, на клиновидные края стержневых излучателей 6 появляется “клиновой тон”, это ультразвук, возникающий при угле заточки кромки около 30°. Транзитная часть струек жидкости, попадая на острые края излучателей 6, разбивается этими краями так, что с обеих сторон появляются вихри.
В момент перекрытия отверстий кольца 3 ротора боковыми стенками (перегородками) кольца 4 статора (фиг.3) происходит резкое повышение давления в отверстиях кольца 3 ротора (гидравлические удары), способствующие захлопыванию кавитационных пузырьков в зонах А, а статическим давлением Р2, поддерживаемым в корпусе теплогенератора, обеспечивается захлопывание кавитационных пузырьков в зонах Б и С и в вихрях, расходящихся от острых кромок стержневых излучателей 6.
Выделившаяся в результате захлопывания кавитационных пузырьков энергия передается нагреваемой жидкости.
Варьируя расход протекающей жидкости, изменяют соотношение давлений Р1 и Р2, которые при наложении колебаний от гидравлических ударов в роторе и стержневых излучателей 6, при известной скорости вращения ротора, способствуют возникновению автоколебательного режима в гидравлической системе.
С момента установления режима автоколебаний скорость нагрева жидкости возрастает, а потребление энергии на приводе теплогенератора снижается.
Указанный насос-теплогенератор можно применять для отопления и горячего водоснабжения жилых зданий и промышленных помещений, а также для нагрева жидкостей в технологических процессах.
Claims (2)
1. Роторный кавитационный насос-теплогенератор, имеющий полый корпус со всасывающим патрубком для подвода нагреваемой жидкости и нагнетательным патрубком для отвода нагретой жидкости, внутри которого расположены ротор с кольцом ротора, имеющим цилиндрические отверстия, и статор с кольцом статора, имеющим внезапно расширяющиеся отверстия, и стержневыми излучателями, отличающийся тем, что отверстия в кольце статора выполнены внезапно расширяющимися с соотношением входного и выходного диаметров отверстий d/D=0,6, а длина расширенной части отверстий находится в зависимости L=5(D/2 - d/2).
2. Роторный кавитационный насос-теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что по оси отверстий кольца статора установлены стержневые излучатели, имеющие острые кромки с углом заточки до 30° и расширенные части.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002128562/06A RU2231004C1 (ru) | 2002-10-23 | 2002-10-23 | Роторный кавитационный насос-теплогенератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002128562/06A RU2231004C1 (ru) | 2002-10-23 | 2002-10-23 | Роторный кавитационный насос-теплогенератор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002128562A RU2002128562A (ru) | 2004-04-27 |
RU2231004C1 true RU2231004C1 (ru) | 2004-06-20 |
Family
ID=32846283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002128562/06A RU2231004C1 (ru) | 2002-10-23 | 2002-10-23 | Роторный кавитационный насос-теплогенератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231004C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600049C1 (ru) * | 2015-06-22 | 2016-10-20 | Александр Алексеевич Поляков | Роторный гидродинамический аппарат |
RU197412U1 (ru) * | 2019-12-17 | 2020-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью «НС Сервис» | Устройство для создания кавитационных процессов |
RU2722024C1 (ru) * | 2019-09-13 | 2020-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания Техмаш" | Способ приготовления жидких удобрений и установка для его осуществления |
-
2002
- 2002-10-23 RU RU2002128562/06A patent/RU2231004C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600049C1 (ru) * | 2015-06-22 | 2016-10-20 | Александр Алексеевич Поляков | Роторный гидродинамический аппарат |
RU2722024C1 (ru) * | 2019-09-13 | 2020-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания Техмаш" | Способ приготовления жидких удобрений и установка для его осуществления |
WO2021049972A1 (ru) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | Производственная Компания Техмаш | Способ приготовления жидких удобрений и устройство для его осуществления |
RU197412U1 (ru) * | 2019-12-17 | 2020-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью «НС Сервис» | Устройство для создания кавитационных процессов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2015284297B2 (en) | An apparatus, system and method for utilizing thermal energy | |
WO2007040423A1 (fr) | Procede de production d'energie par mouvements rotatifs et en va-et-vient et dispositif de transformation et d'extraction d'energie dans des milieux liquides | |
CN104043382A (zh) | 水力空化发生装置 | |
RU2231004C1 (ru) | Роторный кавитационный насос-теплогенератор | |
US11067054B2 (en) | Vortex generator | |
RU2422733C1 (ru) | Тепловой кавитационный генератор | |
CN114210464B (zh) | 一种用于矿物浮选的文丘里管空化强化装置 | |
JP2016524093A (ja) | 二相流によって引き起こされる運動量を最大にすることができる二相膨張デバイス | |
KR101962903B1 (ko) | 미세기포 발생장치 | |
RU2658448C1 (ru) | Многоступенчатый кавитационный теплогенератор (варианты) | |
RU2335705C2 (ru) | Способ работы паровых котлов и гидродинамический генератор для осуществления способа | |
RU2357162C1 (ru) | Кавитационно-вихревой энергопреобразователь | |
RU2235950C2 (ru) | Кавитационно-вихревой теплогенератор | |
RU2175272C1 (ru) | Способ гидродинамического воздействия и устройство "танцующая звезда" для его реализации | |
RU2393391C1 (ru) | Роторный, кавитационный, вихревой насос-теплогенератор | |
CN111790326A (zh) | 一种二级空化发生装置 | |
RU2398638C1 (ru) | Вихревое кавитационное устройство | |
RU2160417C2 (ru) | Насос-теплогенератор | |
RU195477U1 (ru) | Кавитационно-вихревой теплогенератор | |
RU23098U1 (ru) | Насос-теплогенератор | |
EA008132B1 (ru) | Способ получения тепла для отопления зданий и сооружений и кавитационный теплогенератор непрерывного действия | |
RU2279018C1 (ru) | Вихревой теплогенератор гидросистемы | |
RU2222463C2 (ru) | Форсунка инструмента для подводной очистки | |
RU2223452C1 (ru) | Теплогенератор для нагрева жидкой среды | |
RU2166155C2 (ru) | Гидродинамический теплогенератор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051024 |