РАЗБРЫЗГИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Предложение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в теплообменных аппаратах типа градирен в качестве водораспределительного устройства.
Предложение может быть использовано также в области металлургии, нефтепереработки, нефтехимии и других отраслях, использующих на своих предприятиях оборотное водоснабжение.
Известно водоразбрызгивающее устройство ударного типа, содержащее отражатель воды в виде сферической чаши двоякой кривизны, соединенный с водонапорным патрубком тремя держателями, расположенными под углом 120 градусов друг к другу [1].
Недостатком данного устройства является пленочная структура водяного факела возле отражателя, обусловленная непрерывностью его поверхности, и, как следствие этого, малоэффективное кольцевое орошение. Кроме этого, водяной факел разрезается тремя держателями, вследствие чего за ними водораспределение вообще отсутствует и еще больше снижается эффективность орошения.
Известно также водоразбрызгивающее сопло, включающее корпус и отражатель, выполненный в виде чаши, имеющей по периметру основания зубья и укрепленной на муфте, которая установлена на корпусе с возможностью перемещения относительно последнего [2].
Наличие указанных зубьев обеспечивает дробление пленочного факела воды на отдельные струи. Однако водяной факел этого сопла ввиду непрерывности поверхности конуса также имеет кольцевое орошение и не орошает зону градирни вблизи сопла.
При работе данного сопла при всех напорах потоки воды, проходящие по конусному отражателю, и потоки, отражаемые зубцами, влияют друг на друга, снижая эффективность разбрызгивания от падающего напора воды на сопле. К тому же близкое расположение конусного отражателя и патрубка приводит к частому засорению примесями оборотной воды.
Известно также разбрызгивающее устройство, содержащее патрубок, соединенный с рабочим трубопроводом, к которому посредством стоек прикреплен отражатель в виде чаши двоякой кривизны с расположенными по окружности на вогнутой части дугообразными щелями, расширяющимися в направлении движения жидкости [3].
Жидкость, выходя из патрубка вверх, растекается равномерно по всей площади выпуклой части отражателя и отбрасывается затем с носка отражателя в виде кольцевого факела в зону тепломассообмена. При снижении напора воды пленочное отекание жидкости с носка отражателя до разрыва на капельный поток увеличивается и достигает порой пленочного «зонтика» от разбрызгивателя до оросительного устройства. Это приводит к увеличению сопротивления, сокращению площади факела разбрызгивания и, следовательно, к снижению эффективности работы охладителя.
Известна разбрызгивающая тарелка, содержащая горизонтальное дно и примыкающий к нему наклонный участок с переливным устройством [4].
Переливное устройство выполнено в виде размещенных на наклонном участке по концентрическим окружностям в шахматном порядке порогов, кромки которых, обращенные к центру тарелки, наклонены к вертикали, причем угол их наклона от центрального ряда к периферийному выполнен изменяющимся в пределах 10-80°.
Недостатком данного устройства является неравномерное распределение воды. Поскольку при высоком напоре воды часть капельного факела после отражения от наклонного участка попадает на трубопроводы системы водораспределения, а при низком напоре радиус факела разбрызгивателя недостаточен для обеспечения распределения воды по всей площади орошения.
Известно также разбрызгивающее устройство, содержащее подводящий патрубок и стойки с примыкающим к ним обтекаемым отражателем выпукло-вогнутой формы. При этом отражатель выполнен с чередующимися по окружности на его вогнутой части трамплинами-водосливами, рядом расположенные трамплины-водосливы ограничены вертикальными порогами [5].
Недостатком известного устройства является то, что оно предназначено только для водораспределительной системы с факелами разбрызгивателя вверх.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является универсальное разбрызгивающее устройство [6].
Устройство содержит подводящий патрубок и стойки с примыкающим конусным отражателем, на поверхности которого в шахматном порядке по концентрическим окружностям выполнены пороги разной высоты. С двух сторон от стоек выполнены треугольные выступы по соответствующим образующим конусного отражателя.
Недостатком известного устройства является то, что при его работе образуются зоны, не орошаемые факелом разбрызгивания. Кроме того, наличие треугольных выступов по образующим конусного отражателя с двух сторон стоек усложняет и удорожает конструкцию устройства.
Технический результат предложения заключается в повышении эффективности охлаждения воды путем исключения неорошаемых зон факела разбрызгивания.
Для достижения указанного технического результата в разбрызгивающем устройстве, содержащем патрубок для подвода потока воды, и соединенный с ним посредством стоек отражатель, выполненный в виде конуса с вершиной, обращенной в сторону патрубка, и снабженный порогами разной высоты, размещенными по образующим конуса в шахматном порядке по концентрическим окружностям, и отверстиями, примыкающими к порогам, согласно предложению, отверстия выполнены перед порогами по ходу потока воды.
Наличие отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «новизна».
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства и совмещенный с ним продольный разрез; на фиг.2 представлен поперечный разрез.
Следует учесть, что на чертежах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа технического решения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.
Устройство включает патрубок 1 для подвода воды сверху вниз по вертикальной оси устройства (фиг.1). Патрубок 1 соединен с конусным отражателем 2 посредством стоек 3, таким образом, что вершина конуса отражателя 2 обращена к патрубку 1. На поверхности конусного отражателя 2 выполнены пороги 4 разной высоты, которые размещены в шахматном порядке по концентрическим окружностям. Перед порогами 4 по ходу потока воды выполнены квадратные отверстия 5, причем величина отверстия составляет 0,5-1,0 высоты соответствующего порога.
Устройство работает следующим образом.
Через патрубок 1 на конусный отражатель 2 попадают струю воды, которая растекается равномерно по поверхности конуса, встречая на пути разной высоты пороги 4 и отверстия 5 перед ними. Часть воды попадает в
отверстия 5, образуя капельный факел внутри конусного отражателя 2, а часть воды, отражаясь от порогов 4, струя воды 3 расщепляется на отдельные струи 10 и далее также превращается в капельный факел разбрызгивания.
Предлагаемое разбрызгивающее устройство позволяет обеспечить постоянную равномерность распределения капельного водного потока по площади орошения при любых расходах воды, повышая эффективность охлаждения воды.
Из вышесказанного следует, что изготовление данного устройства промышленным способом не вызывает затруднений, предполагает использование освоенных материалов и стандартного оборудования, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Источники информации:
1 Авторское свидетельство SU №269033, В05В 1/26, 1970;
2 Авторское свидетельство SU №313567, В05В 1/26, 1971;
3 Авторское свидетельство SU №895521, В05В 1/26, В05В 1/04, 1982;
4 Авторское свидетельство SU №1251961, В05В 1/26, F28F 25/06, 1986;
5 Свидетельство на полезную модель RU №5740, В05В 1/26, 1998.
6 Патент RU №2237523, В05В 1/26, 2004.