Импульсный нагнетатель

Полезная модель относится к теплоснабжению, где может быть использована для перекачки жидкостей и газов с попутным осуществлением процесса теплообмена.
Известна система теплоснабжения, содержащая источник теплоты, включенный с подающим и обратным трубопроводами тепловой сети, подключенными к теплообменнику через сетевой насос, установленный на обратном трубопроводе тепловой сети, и систему теплопотребления с разводящими подающим и обратным трубопроводами, присоединенными к тепловой сети по независимой схеме через теплообменник. Самовозбуждаемый генератор гидравлического удара установлен в подающий или обратный трубопровод тепловой сети, а импульсный нагнетатель по одну сторону эластичной диафрагмы гидравлически связан с подающим или обратным трубопроводом тепловой сети и со второй ее стороны последовательно через обратные клапаны входа и выхода включен в разводящий подающий или обратный трубопровод системы теплопотребления (RU 98060, МПК F24D 3/00, опубл. 27.09.2010).
В приведенном техническом решении импульсный нагнетатель представлен полым корпусом, который по одну строну установленной в нем эластичной диафрагмы соединен с трубопроводом рабочей среды с ударным клапаном, а по другую ее сторону соединен с обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды. Среди недостатков известной системы следует отметить склонность мембраны на разрыв при высоких нагнетательных напорах, невозможность работы устройства при отсутствии входного давления нагнетаемой среды (так как эластичная диафрагма под воздействием давления рабочей среды перемещается вверх и отсутствует возможность ее возврата в исходное положение для осуществления последующего цикла нагнетания), кроме того, техническое решение не предусматривает осуществление попутного процесса теплообмена между рабочей и нагнетаемой средой.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является импульсный нагнетатель в составе водоподъемного устройства, содержащий питательную трубу с установленными на ней ударным клапаном и эластичной диафрагмой, а также обратные клапаны входа и выхода, дополнительно введены вентиль, сильфон и нагнетатель, соединенный с одной стороны с питательной трубой через эластичную диафрагму, а с другой - с обратными клапанами входа и выхода. Вентиль установлен на выходе ударного клапана и механически связан с сильфоном, гидравлически соединенным с питательной трубой, а между эластичной диафрагмой и нагнетателем установлена пружина (RU 99553, МПК F04F 7/00, опубл. 22.06.2010).
Недостатками известного решения является склонность мембраны к разрыву, в результате чего может наступить случай аварийного смешивания рабочей и нагнетаемой сред, а также отсутствие возможности осуществления процесса их взаимного теплообмена.
Технический результат заключается в обеспечении подачи нагнетаемой среды за счет использования кинетической энергии рабочей среды при попутной реализации процесса теплопередачи между ними.
Технический результат достигается тем, что импульсный нагнетатель содержит трубопровод рабочей среды с ударным клапаном и полый корпус с расположенной в нем пружиной и подключенными к его внутренней полости обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды. Демпфер из высокотеплопроводного материала, установленный внутри полого корпуса, сжат пружиной и подключен к трубопроводу рабочей среды.
На чертеже представлена конструкция импульсного нагнетателя.
Импульсный нагнетатель содержит трубопровод рабочей среды 1 с ударным клапаном 2 и полый корпус 3 с расположенной в нем пружиной 4 и подключенными к его внутренней полости обратными клапанами входа 5 и выхода 6 нагнетаемой среды. Внутри полого корпуса 3, с возможностью линейного расширения, установлен демпфер 7 из высокотеплопроводного материала, который сжат пружиной 4 и подключен к трубопроводу рабочей среды 1.
Импульсный нагнетатель работает следующим образом. Сначала осуществляют настройку жесткости пружины 4 на обеспечение необходимой высоты всасывания нагнетаемой среды, поступающей через обратный клапан 5 входа нагнетаемой среды. При этом демпфер 7 из высокотеплопроводного материала (например, трехслойный материал из нержавеющей стали) находится в сжатом состоянии и занимает минимум пространства внутри полого корпуса 3. Осуществляют подачу рабочей среды (например, технической воды), которая при определенной скорости истечения из ударного клапана 2 автоматически закрывает его, после чего возникает гидравлический удар. Положительная волна (избыточное давление) гидравлического удара преодолевает силу сжатия пружины 4, сжимает ее и растягивает демпфер 7, наполняя его рабочей средой. Нагнетаемая жидкость, находящаяся над демпфером 7 в полом корпусе 3, в результате этого вытесняется через обратный клапан выхода 6. Открытие ударного клапана 2 происходит автоматически при смене положительной волны гидравлического удара отрицательной и сопровождается исходным сжатием демпфера 7 пружиной 4, после чего процесс повторится. Так как демпфер 7 выполнен из высокотеплопроводного материала, поэтому между рабочей средой и нагнетаемой осуществляется процесс теплопередачи, дополнительно интенсифицируемый их импульсным движением, что позволяет совместить в единой конструкции и теплообменник, и нагнетатель.
По сравнению с известным решением предлагаемое обеспечивает возможность подачи нагнетаемой среды за счет использования кинетической энергии рабочей среды при попутном осуществлении процесса их теплопередачи, что позволяет совместить в одной конструкции и нагнетатель, и теплообменник.