ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может использоваться в химической и энергетической промышленности.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами:

Фиг.1 - сечение коллектора, вид сбоку. Фиг.2 - сечение коллектора (вид сверху). Фиг.3 - вырез, вид применяемых сеток (вид сверху в увеличенном масштабе). Фиг.4 - фрагмент поперечного сечения с пористой средой, выполненной из эластичных шариков, в несжатом состоянии (вид сбоку). Фиг.5 - фрагмент поперечного сечения с пористой средой, выполненной из эластичных шариков, в сжатом состоянии (вид сбоку). Фиг.6 - фрагмент поперечного сечения с пористой средой, выполненной из эластичных шариков и ферритовых частиц, в несжатом первичном состоянии (вид сбоку). Фиг.7 - фрагмент поперечного сечения с пористой средой, выполненной из эластичных шариков и ферритовых частиц, в рабочем и в сжатом состоянии (вид сбоку). Фиг.8 - фрагмент поперечного сечения с пористой средой, выполненной из поропласта, в несжатом состоянии (вид сбоку). Фиг.9 - фрагмент поперечного сечения с пористой средой, выполненной из поропласта, в сжатом состоянии (вид сбоку).

Устройство содержит корпус 1 (фиг.1, 2) из немагнитного материала. На корпусе расположены магнитные катушки 2 с разорванным магнитным сердечником 3 и закрепленный в нем распределитель, состоящий из жесткозакрепленной и подвижной сеток 4, 5. Подвижность сетки 5 ограничена упором 6, выполненным в виде буртика в корпусе 1. Обе сетки 4, 5 выполнены из магнитного материала. На фиг.3 показан фрагмент применяемых сеток 4, 5 в увеличенном масштабе. Между сетками 4, 5 находится пористая среда 7. Катушки 2 соединены между собой последовательно, так чтоб при подаче на них тока все верхние части сердечников 3 становились однополярными. Вместо сеток 4 можно использовать диафрагмы, выполненные из магнитного материала, с отверстиями, диаметр которых не больше шага сеток 4, 5.

Предлагаемый коллектор работает следующим образом.

В зависимости от силы тока в катушках 2 намагничивающиеся сетки 4 и 5 сжимают пористую среду 7, что приводит к торможению потока. Сетки 4, 5 должны обеспечивать такую жесткость, чтобы при максимально возможном напоре они не деформировались. Катушки 2 с сердечниками 3 крепятся на корпусе 1 так, чтобы при всех возможных перемещениях сетки 5, жесткозакрепленной сетке 4 передавалось максимальное намагничивание от верхних частей сердечников 3, а подвижной сетке 5 - от нижних частей сердечников 3. Для равномерности намагничивания применяются несколько катушек 2 с сердечниками 3, расположенными на равноудаленном расстоянии друг от друга. На фиг.2 показано расположение четырех применяемых катушек 2 с сердечниками 3.

Использование в качестве пористой среды эластичных шариков 8 иллюстрируют фиг.4, 5. При сжимании сеток 4 и 5 (фиг.5) происходит деформация шариков 8 и проходы между шариками уменьшаются, что приводит к торможению потока по сравнению с состоянием, показанным на фиг.4. Для предотвращения выпадения шариков сквозь решетку шарики берутся с диаметром больше шага сетки. Как было обнаружено в экспериментах по исследованию гидродинамики в пористой среде, на формирование потока наибольшее влияние оказывают первые 5 рядов шариков в начале упаковки [Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. - Л.: Химия, 1979. - С.53]. Поэтому в предлагаемом «Коллекторе теплообменника» число рядов эластичных шариков выбирается не менее 5.

Для избавления от залипания эластичных шариков 8 в ячейках сетки 4, 5 используется добавление ферритовых частиц 9 с эффективным диаметром, равным диаметру эластичных шариков 8 (фиг.6). В этом случае при многократном включении под действием магнитного поля ферритовые частицы 9 притянутся к намагничивающимся решеткам 4, 5, образуя "сменную решетку", в которой исключается залипание эластичных шариков из-за того, что в "сменной решетке" нет жестких ячеек. Решетка с притянутыми к ней ферритовыми частицами обладает лучшим намагничиванием, что увеличивает силу сжатия эластичных шариков и ведет к экономии энергии управления. На фиг.7 показан фрагмент разреза, когда пористая среда выполнена из смеси ферритовых частиц и эластичных шариков, в рабочем состоянии. Чтобы образовалась эффективно действующая "сменная решетка", количество ферритовых частиц должно образовывать не менее двух слоев у каждой решетки (всего не менее четырех).

Работу коллектора при использовании в качестве пористой среды поропласта 10 иллюстрируют фиг.8 и фиг.9. При сжимании сеток 4 и 5 (фиг.9) проницаемость поропласта снижается по сравнению с состоянием, показанным на фиг.8, что ведет к торможению потока. Для того чтобы поропласт 10 не остался в сжатом состоянии после снятия тока с катушек 2, к нему приклеивают сетку 4.

Экономический эффект:

Предлагаемый «Коллектор теплообменника» обладает более широким диапазоном работы, не внося существенного изменения в температуру потока. Он имеет большую динамичность и скорость перестройки, а высокая температура Кюри используемых материалов позволяет применять его для регулирования потоков в широком интервале рабочих температур. Использование изобретения в отрицательной обратной связи с электронными расходомерами позволяет применять его в качестве дозаторов.