Спосіб виготовлення оребрених льодяних труб

Реферат: UA 100115 U UA 100115 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до систем тепло- і холодопостачання та виробництва льоду, а також до транспорту енергоносіїв по льодяним трубам в особливих умовах при температурах, нижчих мінус 2-5 °C. В системах зберігання продукції льодяні труби можна використовувати шляхом розміщення в їх порожнині ємностей з продуктами, які повинні підтримуватися при низькій температурі (молоко, м'ясні вироби, напої тощо). Труби можуть бути виготовлені за формою і розміром посудин з продуктами. При теплообміні з повітрям в умовах штучної чи природної конвекції всередині труб мають місце низькі коефіцієнти теплообміну. Так, в трубі, зануреній у холодну воду, з зовнішньої сторони коефіцієнти тепловіддачі близькі при природній конвекції до 100, а з внутрішньої - 5-20 Вт/(кв.м К). Тому необхідне оребрення труби зі сторони, там, де рухається повітря. Відомий спосіб отримання льодяної труби шляхом кристалізації води біля бокової стінки форми, заповненої попередньо водою [Пуховий I.I. Замерзання води в циліндричних пластикових ємностях і теплові потоки, що отримуються для нагрівання повітря теплотою кристалізації // Відновлювана енергетика. - 2007. - № 4, с. 43-46]. В цьому способі воду, що не замерзла в центрі форми, зливають. Але такий метод виготовлення труб не дозволяє отримати ребристу поверхню після зливання незамерзлої води. Відомі способи виробництва металевих труб методом лиття у форму з центральним стержнем [Политехнический словарь.- "Советская энциклопедия" М. 1977: Статья "Литейная форма" стр. 257]. Для виготовлення ребер такий стержень слід робити ребристим. При поздовжньому оребренні стержень можна вийняти при його підігріванні. Виготовлення довгої форми і довгого центрального оребреного стержня є достатньо складним. Найближчим за технічною суттю до запропонованого способу є пат. України № 55006 від 17.03.2003 р., МПК F25C 1/00, прийнятий нами як найближчий аналог. Спосіб передбачає виробництво льоду у охолоджувачі-кристалізаторі, при розпиленні води обертовим диском на внутрішню поверхню форми, де вода тече плівкою вниз. Лід утворюється на краю форми у вигляді бурульок. Для попередження швидкого зростання бурульок між собою нижню поверхню виконують у вигляді зубців, які відхиляються від вертикалі. Бурульки, що утворюються, можуть зростатися після деякого часу між собою і утворювати оребрені (хвилясті) льодяні труби, повторюючи контури форми. Недоліком згаданого способу є те, що інтенсивність зростання бурульок по довжині невелика (до 1-2 метрів за добу, в залежності від температури) і труби, утворені зростанням бурульок, матимуть різну товщину стінки по довжині - тоншу внизу. Задачею корисної моделі є отримання довгих оребрених труб з однаковою товщиною по довжині та підвищення міцності льодяних труб. Поставлена задача вирішується тим, що до зубців на нижньому краю форми приєднують вертикальні лінійні елементи у вигляді дротів, шнурів, стержнів чи пластин, при чому висоту ребер змінюють кутом відхилення зубців, товщину ребер та товщину труби змінюють часом кристалізації води, а відстань між центрами внутрішніх чи зовнішніх повздовжніх ребер льодяних труб змінюють взаємним розташуванням вертикальних і відхилених від вертикалі зубців по периметру труби, причому, після формування льодяної труби в результаті зростання льоду між сусідніми елементами, лід у місці кріплення лінійних елементів видаляють механічним чи тепловим методом, а лінійні елементи нагрівають і виймають з труби для повторного використання або залишають у трубі. При необхідності підвищення міцності труб їх залишають у трубі. Експерименти показали, що на елементах лід утворюється рівномірно по довжині. Новим є те, що всі лінійні елементи нагрівають одночасно і знімають льодяну трубу без від'єднання елементів від зубців. При цьому не потрібно вводити операцію знімання елементів з зубців. Нагрівання електропровідних елементів найпростіше робити електричним струмом. Для знімання труби достатньо подати струм на 10-30 секунд, що не потребує значної витрати електроенергії. Отримана льодяна труба буде мати в перерізі хвилясту форму. Новим є те, що навпроти від відхиленого від вертикалі зубця у радіальному напрямі розташовують додаткові вертикальні лінійні елементи, місця кріплення яких повторюють контури форми. Елементи можуть бути закріплені на вертикальному додатковому зубці чи на формі. Таким чином, при подачі і замерзанні води на згаданих додаткових лінійних елементах навпроти відхиленого льодяного ребра, буде поновлено стінку труби, що повторює контури форми. Це зміцнює трубу і вирівнює, при необхідності, зовнішню або внутрішню поверхню труби. Труба з однієї сторони перестане бути хвилястою. Влітку можна охолоджувати повітря пропусканням його через льодяні труби достатньої товщини. 1 UA 100115 U 5 10 15 20 Можливе застосування льодяних труб в надзвичайних ситуаціях для подачі повітря і природного газу низького тиску. Також по трубам з льоду тимчасово в період низьких температур можна перекачувати рідини, що мають температуру нижчу, ніж температура плавлення льоду. Льодяні труби можуть бути використані в системах відбирання теплоти низького потенціалу з води для підігрівання повітря для теплових насосів та підігрівання морозного повітря до температур, близьких до нуля градусів Цельсія, для систем вентиляції. При цьому економиться від 20 до 50 % традиційної енергії. Повітря пропускається через льодяні труби, що занурені у воду чи зрошуються водою, з використанням теплоти кристалізації води, яка замерзає із зовнішньої сторони труб. Також стає непотрібним використання металевих труб. Використання оребрених льодяних труб для відбирання теплоти з води при її кристалізації підвищує теплопередачу до двох разів та зменшує габарити систем підігрівання повітря, а також сприяє економії металу. Джерела інформації: 1. Пуховий I.I. Замерзання води в циліндричних пластикових ємностях і теплові потоки, що отримуються для нагрівання повітря теплотою кристалізації // Відновлювана енергетика. - 2007. - № 4, с. 43-46. 2. Политехнический словарь. - М.: "Советская энциклопедия". - 1977: Статья "Литейная форма". - с. 257. 3. Пат. України № 55006 від 17.03.2003 р. МПК F25C 1/00. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 1. Спосіб виготовлення оребрених льодяних труб, що включає процеси зрошення вертикальних трубчатих форм водою і течії води у плівці по поверхні форм з розподілом води на вертикальні і відхилені від вертикалі зубці, розташовані на нижньому краю форм, з подальшою кристалізацією води, який відрізняється тим, що до зубців приєднують вертикальні лінійні елементи у вигляді дротів, шнурів, стержнів чи пластин, висоту ребер змінюють кутом відхилення зубців, товщину ребер та товщину труби змінюють часом кристалізації води, а відстань між центрами внутрішніх чи зовнішніх повздовжніх ребер льодяних труб змінюють взаємним розташуванням вертикальних і відхилених від вертикалі зубців по периметру труби, причому після формування льодяної труби, в результаті зростання льоду між сусідніми елементами, лід у місці кріплення лінійних елементів видаляють механічним чи тепловим методом, а лінійні елементи нагрівають і виймають з труби для повторного використання або залишають у трубі. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що всі лінійні елементи нагрівають одночасно і знімають льодяну трубу без від'єднання елементів від зубців. 3. Спосіб за п. 1 і 2, який відрізняється тим, що навпроти відхиленого від вертикалі зубця в радіальному напрямі розташовують додаткові вертикальні лінійні елементи на зубцях чи на формі, місця кріплення яких повторюють контури форми. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2