Теплообмінний апарат з реактивною мішалкою

Реферат: Теплообмінний апарат з реактивною мішалкою містить циліндричний редуктор з кришками, вхідний трубопровід подачі і вихідний - відведення нагрівного теплоносія, пропелерну мішалку і змійовик, розміщені усередині резервуара і привід, зв'язаний з мішалкою. Крім того, в ньому пропелерна мішалка виконана у вигляді трубопроводу співвісно установленого нижньою частиною на вхідному трубопроводі подачі нагрівного теплоносія з можливістю обертатися навколо своєї осі, а верхня частина розгалужена принаймні на два горизонтально розміщені трубоприводи із соплами для виходу через них нагрівного теплоносія і створення реактивного моменту привода мішалки, а також додатково установлений проміжний резервуар, сполучений вихідним трубоприводом відведення нагрівного теплоносія з циліндричним реактором. UA 70950 U (12) UA 70950 U UA 70950 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплообмінних апаратів змійовикового типу і може бути використана в конденсаторах, холодильниках, підігрівачах тощо, різних галузей народного господарства для передачі теплоти від одного теплоносія до другого. Відомий теплообмінний апарат виконаний у вигляді циліндричного редуктора з кришками, вхідним трубопроводом подачі і вихідним відведенням нагрівного теплоносія, пропелерною мішалкою з електроприводом для механічного перемішування нагрівного теплоносія в ректорі і змійовиком, по якому рухається грійний теплоносій (див. кн. Задачник по технической термодинамике и теории тепломассообмена: Учеб. пособие для энергомашиностроит. спец. вузов / В. Н. Афанасьев, С. И. Исаев, И. А. Кожинов и др. / Под ред. В. И. Крутова и Г. Б. Петражицкого. - М.: Высш. шк., 1986. - С. 301, рис. 20.6). Однак, недоліком відомого теплообмінного апарата є складна конструкція, великі габаритні розміри, матеріало- і енергоємність, а також вартість, обумовлені залученням електропривода для механічного обертання мішалки. Отже, відомий змійовиковий теплообмінний апарат складний за конструкцією матеріало- і енергоємний. Тому в основу корисної моделі поставлено задачу спростити конструкцію теплообмінного апарата і зменшити його матеріало- і енергоємність. Для розв'язання даної задачі, відповідно до корисної моделі, суттєвими ознаками є те, що в ньому механічне обертання мішалки здійснюється не від електропривода, а від дії реактивного момента, викликаного витіканням через сопла мішалки нагрівного теплоносія, який надходить під тиском в циліндричний реактор. Для реалізації цього, в ньому пропелерна мішалка виконана у вигляді трубопривода, співвісно установленого нижньою частиною на трубопроводі подачі в реактор нагрівного теплоносія з можливістю обертатися навколо своєї осі, а верхня частина розгалужена на горизонтально розміщені трубоприводи із соплами на виходах з них нагрівного теплоносія, а також додатково установлений проміжний резервуар, сполучений трубоприводом з циліндричним реактором. Запропоноване технічне рішення дасть можливість спростити конструкцію, зменшити габаритні розміри, матеріалоємність, вартість теплообмінного апарата і зекономити енергію за рахунок вилучення електропривода, а також забезпечить самонастроювання інтенсивності турбулізації і передачі теплоти від грійного до нагрівного теплоносія, пропорційним змінюванням частоти обертання, залежно від величини тиску і подачі нагрівного теплоносія в циліндричний реактор. На представленому кресленні схематично показано: на фіг. 1 - загальний вигляд запропонованого теплообмінного апарата в розрізі, на фіг. 2 - вид зверху на мішалку. Теплообмінний апарат з реактивною мішалкою складається з циліндричного реактора 1, торці якого з'єднані з кришками 2, 3. Усередині реактора 1 співвісно установлений змійовик 4 грійного теплоносія, зв'язаний через вхідний штуцер 5 з верхньою, а через вихідний штуцер 6 з нижньою його частиною. Нагрівний теплоносій надходить в реактор знизу через вхідний штуцер 7 і ввідний трубопровід 8, а виходить з нього через штуцер 9 і відвідний трубопровід 10. Співвісно із змійовиком 4 і ректором 1 на трубопроводі 8 нижньою частиною установлена з можливістю обертатися мішалка 11 з вертикальним трубопроводом 12 і пропелером 13. Верхня частина трубопровода 12 розгалужена принаймні на два горизонтально розміщені трубопроводи 14, 15, з вихідними соплами 16, 17, через які нагрівний теплоносій витікає в простір циліндричного реактора 1. Нижче реактора установлений проміжний, для нагрівного теплоносія, резервуар 18, сполучений з його простором через штуцер 9, і відповідний трубопровід 10. Із резервуара 18 насосом (на схемі не показано) нагрівний теплоносій подається до споживачів. Працює запропонований теплообмінний апарат наступним чином. Грійний теплоносій трубопроводом від джерела теплової енергії (на схемі не показано) через штуцер 5 надходить у змійовик 4, по якому рухається донизу і, віддавши тепло, через штуцер 6 трубопроводом повертається назад до джерела. А нагрівний теплоносій від насоса трубопроводом (на схемі не показано) під тиском через штуцер 7, ввідний 8, вертикальний 12, розгалужені трубопроводи 14, 15 і сопла 16, 17 подається догори у простір циліндричного реактора 1. В результаті витікання з великою швидкістю із сопел струменя нагрівного теплоносія на мішалці 11 створюється реактивний момент, який обертає трубопроводи 14, 15 і вертикальний вал 12 з пропелером 13. Від обертання останнього інтенсифікується турбулізація і теплообмін між грійним і нагрівним теплоносіями. Із реактора 1 через штуцер 9 і відвідний трубопровід 10 нагрівний теплоносій самопливом надходить у проміжний резервуар 18, звідки насосом подається до споживачів. При змінюванні величини подачі нагрівного теплоносія пропорційно буде змінюватися тиск в 1 UA 70950 U 5 10 подаючих трубопроводах, швидкість його витікання через сопла, а отже і реактивний момент на мішалці, забезпечуючи на всіх навантажувальних режимах автоматичне підтримання інтенсивності турбулізації і теплообміну в циліндричному реакторі. Використання запропонованого теплообмінного апарата, у порівнянні з відомим, дасть можливість: - спростити конструкцію, зменшити габаритні розміри, матеріалоємність і вартість теплообмінного апарата, а також зекономити енергію за рахунок вилучення електропривода; - забезпечити автоматичне підтримання інтенсивності турбулізації і теплообміну між теплоносіями, пропорційним змінюванням частоти обертання мішалки, залежно від тиску і подачі через сопла нагрівного теплоносія в циліндричний реактор. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Теплообмінний апарат з реактивною мішалкою, що містить циліндричний редуктор з кришками, вхідний трубопровід подачі і вихідний - відведення нагрівного теплоносія, пропелерну мішалку і змійовик, розміщені усередині резервуара, і привід, зв'язаний з мішалкою, який відрізняється тим, що в ньому пропелерна мішалка виконана у вигляді трубопроводу співвісно установленого нижньою частиною на вхідному трубопроводі подачі нагрівного теплоносія з можливістю обертатися навколо своєї осі, а верхня частина розгалужена принаймні на два горизонтально розміщені трубоприводи із соплами для виходу через них нагрівного теплоносія і створення реактивного моменту привода мішалки, а також додатково установлений проміжний резервуар, сполучений вихідним трубоприводом відведення нагрівного теплоносія з циліндричним реактором. 2 UA 70950 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3