Изобретение относится к технике дезинтеграции микроорганизмов и может быть использовано для теплогенерации при водяном теплоснабжении зданий и сооружений. Дезинтегратор-теплогенератор содержит цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, установленный по оси корпуса ротор с чередующимися продольными выступами и впадинами, взаимодействующими через кольцевой канал с выступами и впадинами корпуса, и переключатель работы в режимы дезинтеграции или теплогенерации. Переключатель размещен в нагнетательном патрубке и выполнен, например, в виде заслонки, взаимодействующей с отводом. Во внутренней полости трубы отвода установлена плоская спираль. Труба отвода сообщена со всасывающим патрубком корпуса с образованием дезинтеграторного контура циркуляции. Нагнетательный патрубок переключателем сообщен с дополнительным отводом, в трубе которого установлена дополнительная плоская спираль. Труба дополнительного отвода сообщена с системой отопления. Кольцевой канал между ротором и корпусом с взаимодействующими выступами и впадинами создает переходы динамического давления в статическое и наоборот с преобразованием части энергии давления в тепловую, сопровождающимся образованием паровых пузырьков, при схлопывании которых осуществляется дезинтеграция микроорганизмов во впадинах корпуса. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы дезинтегратора-теплогенератора, устраняет биообрастание внутренних поверхностей системы отопления и сокращает эксплуатационные расходы. 4 ил.
Дезинтегратор-теплогенератор, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, установленный по оси корпуса ротор с чередующимися продольными выступами и впадинами, взаимодействующими через кольцевой канал с выступами и впадинами корпуса, и переключатель работы в режимы дезинтеграции или теплогенерации, отличающийся тем, что в нагнетательном патрубке размещен упомянутый переключатель, например, выполненный в виде заслонки, взаимодействующей с отводом, во внутренней полости трубы отвода установлена плоская спираль, а труба отвода сообщена со всасывающим патрубком корпуса с образованием дезинтеграторного контура циркуляции, причем нагнетательный патрубок переключателем сообщен с дополнительным отводом, в трубе которого установлена дополнительная плоская спираль, а труба дополнительного отвода сообщена с системой отопления.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технике дезинтеграции микроорганизмов при водяном теплоснабжении зданий и сооружений. Известен дезинтегратор-теплогенератор, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, установленный по оси корпуса ротор с чередующимися продольными выступами, взаимодействующими через кольцевой канал с выступами и впадинами корпуса, переключатель работы в режимах дезинтеграции и теплогенерации /патент РФ N 2086641, кл. C 02 F 3/00, 1993/, недостатком которого является сложность конструкции узла переключателя, что снижает эффективность его работы. Цель работы - повышение эффективности работы достигается тем, что в нагнетательном патрубке размещен переключатель, взаимодействующий с отводом, во внутренней полости трубы отвода установлена плоская спираль, а труба сообщена со всасывающим патрубком корпуса, с образованием дезинтеграторного контура циркуляции, причем нагнетательный патрубок переключателем сообщен с дополнительным отводом, в трубе которого размещена дополнительная плоская спираль, а труба через систему отопления сообщена со всасывающим патрубком корпуса с образованием теплового контура циркуляции, взаимодействующего с реле температуры. Использование дезинтеграторного контура позволяет доводить скорость прогрева воды от 0,5 до 2,0 oC/минуту против 6-10 часов по тепловому контуру, т.е. снижается продолжительность запуска системы отопления после остановок в его эксплуатации. Дезинтеграторный контур позволяет доводить температуру воды до 100-150oC, что обеспечивает дезинтеграцию микроорганизмов в виде плазмолиза. Использование труб со спиральными пластинами, являющимися гидравлическими сопротивлениями, повышает продолжительность обработки воды в кольцевом канале между ротором и корпусом, в котором происходит трансформация динамических давлений в статические и наоборот, с одновременным переходом части энергии давлений в тепловую. Снабжение труб отводов нагнетательного патрубка плоскими спиралями изменяет эпюру скоростей по сечению труб, максимальная скорость от оси трубы перемещается к стенке. Коэффициент трения между водой и стенкой трубы существенно выше коэффициента трения между струями жидкости, что приводит к фрикционному нагреву воды в дезинтеграторном и тепловом контурах циркуляции. На фиг. 1 схематически представлен продольный разрез; на фиг. 2 - участок трубы с плоской спиралью; на фиг. 3 - эпюра скоростей для участка трубы с плоской спиралью; на фиг. 4 - схема системы отопления с использованием дезинтегратора-теплогенератора. Дезинтегратор-теплогенератор содержит цилиндрический корпус 1 со всасывающим 2 и нагнетательными 3 патрубками, установленный по оси корпуса 1 ротор 4 с чередующимися продольными выступами и впадинами 5 и 6, взаимодействующими через кольцевой канал 7 с выступами 8 и впадинами 9 корпуса 1, переключатель 10 работы в режимы дезинтеграции и теплогенерации. В нагнетательном патрубке 3 размещен переключатель 10, например, выполненный в виде заслонки, взаимодействующей с отводом 11, во внутренней полости трубы ствола 11 установлена плоская спираль 12, а труба отвода 11 сообщена со всасывающим патрубком 2 корпуса 1 с образованием дезинтеграторного контура циркуляции, причем нагнетательный патрубок 3 переключателем 10 сообщен с дополнительным отводом 13, в трубе которого установлена дополнительная плоская спираль 14, а труба отвода 13 через систему отопления, включающую теплообменники 15, запорные вентили 16, обратный клапан 17, сообщена со всасывающим патрубком 2 с образованием теплогенераторного контура циркуляции, взаимодействующего с реле температуры 18. Дезинтегратор-теплогенератор 19, выполненный с электродвигателем 20 в системе отопления, работает следующим образом. При запуске в эксплуатацию системы отопления при вращении ротора 4 от электродвигателя 20 дезинтегратора-теплогенератора 19 во всасывающий патрубок 2 поступает вода и через кольцевой канал 7 проходит в нагнетательный патрубок 3 и при положении заслонки переключателя 10 / как показано на фиг. 1/ поступает в отвод 11 и через трубу отвода с установленной в его внутренней полости плоской спиралью возвращается во всасывающий патрубок 2 корпуса 1 и далее в кольцевой канал 7. При перемещении воды в кольцевом канале 7 выступами 5 она перемещается с выбросом из впадин 6. Поступая во впадины 9 неподвижного корпуса 1, скоростной напор переходит в статический, но с более высоким потенциалом, чем перед выбросом из предыдущей впадины 6, и вновь статический напор переходит в динамический, что повторяется многократно: впадина 6 ротора 4 - впадина 9 корпуса 1, при выбросе воды из впадины 6 в ней создается разрежение и в воде появляются пузырьки пара, пузырьки пара конденсируются и, так как объем пара в тысячу раз больше объема конденсата, образовавшегося из пара, во впадинах 6 возникают пустоты, причем центрами конденсации являются включения в воде, в том числе железобактерии, то новые порции воды заполняют пустоты с гидравлическими ударами, разрушающими оболочки бактерий, т.е. осуществляется дезинтеграция микроорганизмов. Благодаря малому объему воды в контуре степень дезинтеграции повышается. При переходах скоростных напоров в статические и наоборот часть энергии напоров переходит в тепловую с высокой скоростью нагрева воды 0,5-2oC/минуту. Вода нагревается до 100-150oC, гидродинамическая и кавитационная дезинтеграция сопровождается тепловым воздействием на микроорганизмы - плазмолизом. При работе устройства 19 его всасывающий патрубок 2 сообщен с системой отопления и при достижении в ней температур 60-75oC от реле температуры 18 происходит переброс заслонки переключателя 10 с перекрытием отвода 11 /пунктиром на фиг. 1/ и открытием доступа циркулирующей воды непосредственно в систему отопления. При циркуляции воды через дополнительный отвод 13 с плоской спиралью 14, которая является гидродинамическим сопротивлением, повышающим время обработки воды в кольцевом канале 7, и ее нагревом с диссипацией энергии напоров в тепловую энергию, т.е. нагревом воды в кольцевом канале 7. Плоская спираль 14 отбирает поток воды к стенкам с образованием максимальных напоров возле стенки трубы отвода 13. При контакте воды с плоскостью спирали 14 и стенкой трубы отвода 13 возникает трение между материалом стенок и водой, которое существенно выше трения между слоями воды, а это приводит к росту потерянного напора, т.е. нагреву воды. Дезинтегратор-теплогенератор 19 обеспечивает комфортные условия по температуре воздуха в помещениях, устанавливая ее в зависимости от изменений температуры наружного воздуха, в том числе в течение суток. Отказ от теплопотребления от ТЭЦ сокращает эксплуатационные расходы и расходы на отопление. Устранение биообрастания внутренних поверхностей системы отопления повышает эксплуатационный ресурс и снижает затраты на ремонты.
