Отопительный прибор

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, где может быть использована в системах теплопотребления для удовлетворения отопительной нагрузкой различных абонентов.
Известен отопительный прибор, включающий, по меньшей мере, два нагревательных элемента для конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной и выходной патрубки, а также демпферно-упругие элементы. Нагревательные элементы установлены друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы. Входной и выходной патрубки подключены к нагревательным элементам через демпферно-упругие элементы. Отопительный прибор дополнительно содержит кожух, две возвратные пружины с регулировочными винтами, по меньшей мере, два ролика  на каждый нагревательный элемент и двое направляющих салазок, причем нагревательные элементы расположены внутри кожуха, входной и выходной патрубки выведены за пределы кожуха и жестко закреплены с ним, ролики установлены на торцах нагревательных элементов с возможностью вращения и вставлены в направляющие салазки, которые жестко закрепленные на кожухе параллельно оси деформации демпферно-упругих элементов, возвратные пружины при помощи регулировочных винтов установлены между кожухом и последним нагревательным элементом параллельно направляющим салазкам, при этом регулировочные винты выведены на внешнюю сторону кожуха. Для организации  колебаний поверхности  теплообмена нагревательных элементов на выходном патрубке установлен пульсатор потока (RU 2017147007, МПК F24Н 3/00, заявл. 29.12.2017).
Среди недостатков данной конструкции  следует отметить относительную сложность технического решения, обусловленную применением роликов и направляющих салазок, которые преобразуют колебательное движение нагревательных элементов только в возвратно-поступательном направлении.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является отопительный прибор, включающий, по крайней мере, два нагревательных элемента для конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной и выходной патрубки, пульсатор с ударным клапаном и демпферно-упругие элементы. Нагревательные элементы установлены последовательно друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы, обеспечивающие смещение нагревательных элементов в вертикальном и горизонтальном направлении относительно друг друга, пульсатор с ударным клапаном установлен на выходе теплоносителя из выходного патрубка (RU 141724, МПК F24Н 3/00, опубл. 10.06.2014).
Недостатками известного решения является его работоспособность только в вертикальном положении, а также отсутствие возможности регулирования степени упругости конструкции под различные параметры импульсно-колеблющегося движения теплоносителя через отопительный прибор.
Технический результат заключается в создании  конструкции отопительного прибора с колеблющейся поверхностью теплообмена, работа которого возможна в любом пространственном положении с возможностью изменения степени упругости конструкции под конкретные параметры импульсно-колеблющегося движения теплоносителя.
Технический  результат достигается за счет того, что отопительный прибор включает, по крайней мере, два нагревательных элемента для конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной и выходной патрубки, пульсатор и демпферно-упругие элементы. Нагревательные элементы установлены друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы, обеспечивающие смещение нагревательных элементов в вертикальном и горизонтальном направлении относительно друг друга. Пульсатор установлен на выходе теплоносителя из выходного патрубка. Отопительный прибор содержит рамочный каркас, по меньшей мере, две центрирующие пружины на каждый нагревательный элемент, по меньшей мере, две стяжные пружины на каждые два нагревательных элемента, четыре возвратные пружины. Нагревательные элементы установлены внутри рамочного каркаса за счет центрирующих пружин, закрепленных параллельно друг другу между торцами нагревательных элементов и внутренней поверхностью рамочного каркаса. Стяжные пружины установлены между каждыми соседними нагревательными элементами. Возвратные пружины установлены между крайними нагревательными элементами и рамочным каркасом перпендикулярно осям центрирующих пружин. Входной и выходной патрубки жестко закреплены  на рамочном каркасе и подключены к нагревательным элементам через демпферно-упругие элементы.
Конструкция отопительного прибора  представлена на чертеже.
Отопительный прибор включает по крайней мере, два нагревательных элемента 1 для конвективной передачи тепла во внешнюю среду с двухсторонним пропуском через них теплоносителя через входной 2 и выходной 3 патрубки, пульсатор 4 и демпферно-упругие элементы 5. Нагревательные элементы 1 установлены друг за другом с образованием воздушного зазора и сообщены между собой через демпферно-упругие элементы 5, обеспечивающие смещение нагревательных элементов в вертикальном и горизонтальном направлении относительно друг друга. Пульсатор 4 установлен на выходе теплоносителя из выходного патрубка 3.
Конструкция также содержит рамочный каркас 6, по меньшей мере, две центрирующие пружины 7 на каждый нагревательный элемент 1,  по меньшей мере, две стяжные пружины 8 на каждые два нагревательных элемента 1, четыре возвратные пружины 9. Нагревательные элементы 1 установлены внутри рамочного каркаса 6 за счет центрирующих пружин 7,  закрепленных параллельно друг другу между торцами нагревательных элементов  1 и внутренней поверхностью рамочного каркаса 6. Стяжные пружины 8 установлены между каждыми соседними нагревательными элементами 1. Возвратные пружины 9 установлены между крайними нагревательными элементами 1 и рамочным каркасом 6 перпендикулярно осям центрирующих пружин 7. Входной 2 и выходной 3 патрубки жестко закреплены  на рамочном каркасе 6 и подключены к нагревательным элементам 1 через демпферно-упругие элементы 4.
Отопительный прибор работает следующим образом. Сначала входной патрубок 2 подключают к трубопроводу подачи теплоносителя (на чертеже не указан), а выходной патрубок 3 через пульсатор потока 4 – к трубопроводу слива теплоносителя (на чертеже не указан). Затем осуществляют заполнение внутренней полости нагревательных элементов 1 и демпферно-упругих элементов 5 отопительного прибора теплоносителем через входной патрубок 2 и (или) через выходной патрубок 3 до полного удаления воздуха (устройство удаления воздуха на чертеже не представлено).
Затем обеспечивают циркуляцию теплоносителя через входной 2 и выходной 3 патрубки и при помощи пульсатора потока 4, установленного на выходном патрубке 3, генерируют периодические импульсы количества движения теплоносителя – локальные гидравлические удары. Волна повышения давления в момент гидравлического удара  от выходного патрубка 3 распространяется к входному патрубку 2 нагревательных элементов 1 и за счет податливости демпферно-упругих элементов 5 на расширение при сопутствующем растяжении центрирующих пружин 7, растяжении стяжных пружин 8 и изменении степени сжатия возвратных пружин 9,  способствует организации движения нагревательных элементов 1 относительно рамочного каркаса  6 при увеличении воздушного зазора между ними и интенсификации конвективного теплообмена.
После  процесса демпфирования импульса количества движения теплоносителя, а также в результате того,  что пульсатор 4 обеспечит свободное истечение теплоносителя из выходного патрубка 3, все демпферно-упругие элементы 4  за счет действия на сжатие центрирующих пружин 7 и стяжных пружин 8, а также возвращения к исходному состоянию сжатия пружин 9, примут свою начальную форму. Нагревательные элементы 1 займут исходное положение относительно рамочного каркаса 6.  При этом также будет обеспечена интенсификация теплообмена от импульсного движения нагревательных элементов 1 в нагреваемой среде, а в нагревательные элементы 1 поступит новая порция подогретого теплоносителя по входному патрубку 2.
С последующим циклом повышения давления теплоносителя от периодического перекрытия сечения выходного патрубка 3 пульсатором потока 4  процесс работы отопительного прибора повторится в описанной выше последовательности и будет продолжаться до тех пор, пока будет присутствовать импульсная циркуляция теплоносителя через входной 2 и выходной 3 патрубки.
В результате использования данной конструкции отопительного прибора обеспечивается его работоспособность в любом пространственном положении. Возможность относительно легкой замены пружин, используемых в конструкции, позволяет осуществлять изменения степени ее упругости под конкретные параметры импульсно-колеблющегося движения теплоносителя.