Устройство для индукционного нагрева жидких сред

(45) Опубликовано: 20.05.2011
Адрес для переписки:
(72) Автор(ы):
Макарова Галина Васильевна (RU),
Шилин Владимир Александрович (RU),
182100, Псковская обл., г. Великие
Луки, пл. Ленина, 1, ФГОУ ВПО
"Великолукская государственная
сельскохозяйственная академия"
Соловьев Сергей Викторович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования
"Великолукская государственная
сельскохозяйственная академия" (RU)
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ЖИДКИХ СРЕД
(57) Реферат:
Полезная модель относится к сельскому хозяйству и в основном для использования в сельских
производственных кооперативах, личных подсобных и фермерских хозяйствах. В предложенном
устройстве нагреваемая жидкая среда подается через расположенный в нижней части корпуса патрубок
в кольцевую камеру, где разделяется на два потока. Первый поток проходит по внешнему кольцевому
зазору, второй по внутреннему. Внешний кольцевой зазор образован внутренней поверхностью корпуса
и внешней трубой индуктора. Внутренний кольцевой зазор образован внутренней трубой индуктора и
центральной трубой корпуса. В пространстве между внешним и внутренним трубами индуктора,
герметично закрытого с обеих сторон фланцами, запрессована обмотка индуктора. В процессе
прохождения в полостях нагревателя, непосредственно омывающих поверхности индуктора, жидкая
среда нагревается. Далее она попадает в верхнюю кольцевую камеру, откуда удаляется через
выходной патрубок. Нагрев интенсифицируется тем, что на внешних поверхностях труб индуктора по
всей их длине размещены продольные ребра, обеспечивающие увеличение площади теплообмена.
Полезная модель относится к сельскому хозяйству и в основном для использования в сельских
производственных кооперативах, личных подсобных и фермерских хозяйствах.
Назначение устройства: нагрев жидких сред, к примеру, молока при пастеризации или воды для
технических нужд в животноводческом помещении или для поения животных в зимний период (фиг.1).
Известно устройство индукционного нагрева жидких сред, содержащее цилиндрический корпус с
крышкой и днищем, внутреннее кольцо, смонтированное над днищем, и имеющее сквозные отверстия
для прохождения нагреваемой жидкой среды, индуктор, входной патрубок для нагреваемой жидкой
среды и выходной патрубок для нагретой жидкой среды, дополнительно содержащее центральный
внутренний цилиндрический канал, установленный соосно с корпусом, при этом верхняя часть
центрального внутреннего цилиндрического канала соединена с крышкой корпуса и на ее поверхности
выполнены сквозные отверстия для прохода нагреваемой жидкой среды, а нижняя часть соединена с
выходным патрубком для нагретой жидкой среды, индуктор выполнен в виде цилиндрической полости,
смонтированной между корпусом и центральным внутренним цилиндрическим каналом с образованием
кольцевых каналов для прохождения нагреваемой жидкой среды, при этом внутри цилиндрической
полости установлена обмотка, герметично запрессованная связующим диэлектрическим материалом,
верхняя часть ее соединена с крышкой корпуса, а нижняя - с внутренним кольцом (RU 87856 U1,
02.06.2009, Н05В 6/10).
Сущность полезной модели
Устройство индукционного нагрева жидких сред, содержащее центральный внутренний цилиндрический
канал, установленный соосно с корпусом, при этом верхняя часть центрального внутреннего
цилиндрического канала соединена с крышкой корпуса и на ее поверхности выполнены сквозные
отверстия для прохода нагреваемой жидкой среды, а нижняя часть соединена с выходным патрубком
для нагретой жидкой среды, индуктор выполнен в виде цилиндрической полости, смонтированной
между корпусом и центральным внутренним цилиндрическим каналом с образованием кольцевых
каналов для прохождения нагреваемой жидкой среды, при этом внутри цилиндрической полости
установлена обмотка, герметично запрессованная связующим диэлектрическим материалом, верхняя
часть ее соединена с крышкой корпуса, а нижняя - с внутренним кольцом (прототип - патент RU 87856
U1, 02.06.2009, Н05В 6/10).
Заявляемое в качестве прототипа изобретение представляет устройство индукционного нагрева жидких
сред. Жидкая среда подается в потоке в полость нагрева через сквозные отверстия в крышке корпуса и
после нагрева с помощью индуктора, выполненного в виде цилиндрической полости, смонтированной
между корпусом и центральным внутренним цилиндрическим каналом с образованием кольцевых
каналов для прохода нагреваемой жидкой среды, выходит через выходной патрубок.
Недостатком вышеуказанного устройства индукционного нагрева является сложность конструкции и
низкая тепловая производительность.
Задачей представленной предполагаемой полезной модели является создание устройства
индукционного нагрева жидких сред, которое отличается конструктивной простотой и требует
минимальных энергозатрат.
Технический результат изобретения заключается в возможности увеличения площади теплообмена что
позволяет сократить путь движения нагреваемой среды, упрощая этим конструкцию устройства.
Этот технический результат достигается тем, что в предложенном устройстве нагреваемая жидкая
среда подается через расположенный в нижней части корпуса патрубок в кольцевую камеру, где
разделяется на два потока. Первый поток проходит по внешнему кольцевому зазору, второй по
внутреннему. Внешний кольцевой зазор образован внутренней поверхностью корпуса и внешней трубой
индуктора. Внутренний кольцевой зазор образован внутренней трубой индуктора и центральной трубой
корпуса.
В пространстве между внешним и внутренним трубами индуктора, герметично закрытого с обеих сторон
фланцами, запрессована обмотка индуктора. В процессе прохождения в полостях нагревателя,
непосредственно омывающих поверхности индуктора, жидкая среда нагревается. Далее она попадает в
верхнюю кольцевую камеру, откуда удаляется через выходной патрубок. Нагрев интенсифицируется
тем, что на внешних поверхностях труб индуктора по всей их длине размещены продольные ребра,
обеспечивающие увеличение площади теплообмена.
На фиг.1 схематично изображен продольный разрез устройства для индукционного нагрева жидких
сред и на фиг.2 поперечный разрез для показа расположения ребер.
Устройство для индукционного нагрева жидких сред включает корпус 1, нижнюю входную камеру 2 и
верхнюю выходную камеру 3, снабженные входным и выходным патрубками 4. Проход нагреваемой
жидкой среды осуществляется через наружное кольцевое пространство 5 и внутреннее кольцевое
пространство 6. Между ними размещен индуктор 7, в герметичной полости которого запрессована
обмотка 8. На наружных поверхностях труб индуктора размещены наружные ребра 9 и внутренние
ребра 10, омываемые потоком нагреваемой среды. Наличием верхней и нижней камер обеспечивается
стабильный равномерный поток нагреваемой жидкой среды, что повышает эффективность процесса.
Устройство работает следующим образом.
Создаваемый технологическими и техническими условиями постоянный поток жидкой среды
направляется через входной патрубок в нижнюю приемную камеру 2, примыкающую к корпусу 1. Далее
поток движется через наружное и внутреннее кольцевое пространство, где происходит нагрев жидкой
среды от стенок индуктора и расположенных на нем ребер. Нагрев стенок индуктора происходит в
следствии поглощения ими электромагнитной волны, образующейся при прохождении переменного
тока промышленной частоты через обмотку индуктора. Нагретый поток жидкой среды вновь собирается
в верхней приемной камере и удаляется из устройства по выходному патрубку.
Преимуществом данного устройства является его конструктивная простота при высокой нагревающей
способности и высокой производительности в потоке, что необходимо, к примеру, в условиях
животноводческих ферм как с малым, так и большим поголовьем.
Формула полезной модели
Устройство индукционного нагрева жидких сред, дополнительно содержащее центральный внутренний
цилиндрический канал, установленный соосно с корпусом, при этом верхняя часть центрального
внутреннего цилиндрического канала соединена с крышкой корпуса и на ее поверхности выполнены
сквозные отверстия для прохода нагреваемой жидкой среды, а нижняя часть соединена с выходным
патрубком для нагретой жидкой среды, индуктор выполнен в виде цилиндрической полости,
смонтированной между корпусом и центральным внутренним цилиндрическим каналом с образованием
кольцевых каналов для прохождения нагреваемой жидкой среды, при этом внутри цилиндрической
полости установлена обмотка, герметично запрессованная связующим диэлектрическим материалом,
верхняя часть ее соединена с крышкой корпуса, а нижняя - с внутренним кольцом, отличающееся тем,
что содержит нижнюю приемную кольцевую камеру с входным патрубком для ввода нагреваемой
жидкой среды и верхнюю выходную кольцевую камеру с патрубком для вывода нагретой жидкой среды,
обеспечивающие равномерный прямой поток, проходящий по внешнему и внутреннему кольцевым
зазорам, внешний кольцевой зазор образован внутренней поверхностью корпуса и внешней трубой
индуктора, внутренний - образован внутренней трубой индуктора и центральной трубой корпуса, на
внешних поверхностях труб индуктора по всей их длине размещены продольные ребра,
обеспечивающие увеличение площади теплообмена.
ФАКСИМИЛЬНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ
Реферат:
Описание:
Рисунки: