УСТРОЙСТВО ОХЛАЖДЕНИЯ И ОЧИСТКИ ГАЗА

Полезная модель относится к элементам газового тракта энергетических машин, а именно к устройствам охлаждения и очистки от твердых включений газа, полученного при сгорании порохообразных веществ.
Известны теплообменные аппараты, выполненные в виде различных насадок (см., например, книгу: Суслов А.Д. и др. Криогенные газовые машины. м.: Машиностроение, 1982, стр.51-60.) Спецификой криогенных газовых машин является наличие в рабочем объеме машины встроенных теплообменных аппаратов и регенератора.
Недостатком таких аппаратов является то, что для отбора большого количества тепла эти теплообменные аппараты должны обладать значительными размерами, а наличие твердых включений в охлажденном газе ухудшает их работу из-за осаждения твердой фазы на внутренней поверхности насадка.
Близким к модели является устройство охлаждения элементов конструкции с помощью плавящихся веществ (см., например, книгу: Алексеев В.А. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры с использованием плавящихся веществ. М.: Энергия, 1975, стр.5-11.) Такое устройство представляет собой тонкостенную металлическую емкость конечных геометрических размеров с гладкой или оребренной поверхностью, герметичный объем которой заполнен рабочим веществом. Во время работы основная часть тепла поглощается за счет скрытой теплоты плавления рабочего вещества. Использование фазового перехода позволяет получить энергоемкие конструкции.
Недостатком такой машины является то, что поверхность теплообмена в таком устройстве невелика, что ухудшает ее временные характеристики.
В основе полезной модели поставлена задача повышения эффективности работы теплообменного (теплопоглотительного) устройства при охлаждении и очистке газа.
Поставленная задача достигается тем, что в устройство охлаждения и очистки газа, состоящее из корпуса, в котором размещены пористый фильтроэлемент, кольцевой канал подвода газа с высокопористой вставкой для предварительной очистки газа, пористый уловитель расплавленных капель металла и ванна для сбора расплавленного металла, согласно полезной модели, пористый фильтр-насадок выполнен из материала МР (металлорезины), полученного из проволок двух видов с различной температурой плавления.
Один вид проволоки плавится во всем диапазоне рабочих температур, а другой сохраняет свои механические характеристики и геометрические размеры насадка.
Предлагаемая конструкция поясняется схемой.
Устройство охлаждения и очистки газа состоит из корпуса 1 с кольцевым каналом 2. Высокопористая вставка 3 обеспечивает равномерный подвод газа и отфильтровывает крупные частицы. Пористый насадок состоит из фильтроэлемента 4, уменьшающего концентрацию пыли в охлажденном газе, собственно теплопоготителя 5, изготовленного из проволок различных марок, имеющих различную температуру плавления и равномерно размещенных по объему и пористого уловителя капель расплавленного металла 6. Расплавленный металл, собирается в ванне 7. Газ подводится и отводится через патрубки 8 и 9.
Устройство работает следующим образом. Газ от пороховой шашки через патрубок 8 попадает в кольцевой канал 2 равномерно распределяясь по его объему, проходит через пористую вставку 3, очищаясь от крупных частиц, поступает на фильтроэлемент 4 и далее в пористый насадок 5. Проволока одной марки пористого насадка сохраняет механические свойства во всем диапазоне рабочих температур газа и обеспечивает геометрические размеры насадка и равномерное распределение плавящегося металла второго вида проволоки в течение работы теплообменника. Газ эффективно очищается от твердых включений за счет их захвата оплавленной поверхностью, которые
уносятся из зоны теплообмена расплавленным металлом. Отдавший тепло и очищенный от твердых включений газ проходит через пористый уловитель капель 6 и через патрубок 9 выходит наружу. Расплавленный металл собирается в ванне 7, встроенной в корпус.