АППАРАТ МГНОВЕННОГО ВСКИПАНИЯ
INSTANT BOILING DEVICE

Изобретение относится к выпарной технике и может быть использовано для опреснения и концентрирования высокоминерализованных и шламосодержащих жидкостей в установках мгновенного вскипания.
Известен аппарат мгновенного вскипания для выпаривания растворов, содержащий корпус с патрубками для ввода и вывода смеси и отвода вторичного пара, сепаратор, вертикальную перегородку, разделяющую аппарат на камеры вскипания и разделения, а также распределительную решетку, над которой размещена насадка в виде колец Рашига.
(SU, а.с. №354869, A1, B01D 1/00, 1972 г.)
Недостатком данного устройства является то, что оно имеет низкую удельную паропроизводительность с единицы поверхности кипения и для получения пара с большой степенью сухости требует установки сепаратора.
Известно также парогенерирующее устройство, которое может быть использовано для опреснения жидкостей, содержащее входную камеру с тангенциальным подводящим патрубком, канал для отвода пара, выходную камеру для отвода жидкости, расширяющийся по ходу жидкости переходник, в котором установлен дроссель с сильфоном, внутрь которого для перемещения дросселя подают газ.
(SU, а.с. №620731 A1, F22В 3/00, 1978 г.)
Недостатком данного устройства является то, что оно имеет недостаточную производительность по отводу пара и сложное управление перемещением дросселя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является аппарат мгновенного вскипания, содержащий входную камеру с тангенциальным подводящим патрубком, канал для отвода пара, выходную камеру с патрубком для отвода рабочей жидкости, дроссель в виде усеченного конуса, установленный внутри выходной камеры с образованием переходного канала, соединяющего входную и выходную камеры, и имеющий внутренний канал для отвода пара.
(RU, патент №2181859 С1, F22В 3/04, 2002 г.)
Однако указанное устройство имеет сравнительно низкую производительность, обусловленную ограничением подаваемого в аппарат объема рабочей жидкости и ограничением выработки количества пара.
Задачей изобретения является повышение производительности устройства за счет увеличения каналов для отвода рабочей жидкости.
Техническим результатом изобретения является увеличение количества отводимого пара.
Указанный технический результат достигается тем, что в аппарате мгновенного вскипания, содержащем входную камеру с тангенциальным подводящим патрубком, канал для отвода пара, выходную камеру с патрубком для отвода рабочей жидкости, дроссель, установленный внутри выходной камеры с образованием переходного канала, соединяющего входную и выходную камеры, и имеющий внутренний канал для отвода пара, смонтированный в торцевой крышке выходной камеры, согласно изобретению аппарат снабжен второй выходной камерой с патрубком для отвода рабочей жидкости, установленной над входной камерой и соосно с ней, вторым дросселем, установленным внутри второй выходной камеры с образованием переходного канала, соединяющего вторую выходную и входную камеры, и имеющим внутренний канал, соединенный с каналом для отвода пара с одной стороны и с торцевой крышкой второй выходной камеры с другой стороны.
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами:
на фиг.1 схематично, в разрезе, представлен общий вид аппарата мгновенного вскипания, в котором дроссель выполнен в виде усеченного конуса; на фиг.2 - аппарат, вид сверху фиг.1.
Аппарат мгновенного вскипания содержит входную камеру 1 с тангенциальным подводящим патрубком 2, канал 3 для отвода пара, выходную камеру 4 с патрубком 5 для отвода рабочей жидкости, дроссель 6 в виде усеченного конуса, который может быть выполнен любой формы, установленный внутри выходной камеры 4 с образованием переходного канала 7 (переходника), соединяющего входную и выходную камеры 1 и 4 соответственно, и имеющий внутренний канал 8 для отвода пара, смонтированный в торцевой крышке 9 выходной камеры 4. Кроме того, аппарат содержит вторую выходную камеру 10 с патрубком 11 для отвода рабочей жидкости, установленной над входной камерой 1 и соосно с ней, второй дроссель 12 в виде усеченного конуса, установленный внутри второй выходной камеры 10 с образованием переходного канала 13 (переходника), соединяющего вторую выходную и входную камеры 10 и 1 соответственно, при этом второй дроссель 12 имеет внутренний канал 14, соединенный с каналом 3 для отвода пара с одной стороны и с торцевой крышкой 15 второй выходной камеры 10 с другой стороны.
Работает устройство следующим образом.
Рабочую жидкость, нагретую предварительно до температуры ниже температуры насыщения, при заданном давлении подают по тангенциальному патрубку 2 во входную камеру 1. При движении рабочей жидкости к центру входной камеры 1 за счет сохранения момента количества движения скорость ее возрастает, а давление в соответствии с законом Бернулли падает и на определенном радиусе закрутки становится меньше давления насыщения для заданной температуры, в результате чего жидкость вскипает, отбирая тепло от рабочей жидкости.
Пар собирается в центре вихревой входной камеры 1 и по каналу 3, внутренним каналам 8 и 14 дросселей 6 и 12 соответственно отводится к потребителю. Одна часть концентрированной рабочей жидкости через переходной канал 7, образованный между дросселем 6 и поверхностью выходной камеры 4, поступает в выходную камеру 4, из которой отводится по патрубку 5. Другая часть концентрированной рабочей жидкости через переходной канал 13, образованный между дросселем 12 и поверхностью второй выходной камеры 10, поступает во вторую выходную камеру 10, из которой отводится по патрубку 11.
Оптимальные зазоры переходного канала 7 выходной камеры 4 и переходного канала 13 второй выходной камеры 10 устанавливают за счет осевого перемещения дросселей 6 и 12 соответственно.
Введение второй выходной камеры 10 для отвода рабочей жидкости позволяет увеличить объем подаваемой рабочей жидкости и обеспечить его регулирование. Наличие в дросселе 6 внутреннего канала 8, установленного в крышке 9, и в дросселе 12 внутреннего канала 14, установленного в крышке 15, способствует увеличению количества отводимого пара по сравнению с прототипом. Испытания опытного образца предлагаемого аппарата показали, что совокупность всех конструктивных признаков позволяет повысить производительность испытываемого аппарата более чем на 20% по сравнению с прототипом. При этом выявлено, что повышение производительности аппарата на 20% было достигнуто при выполнении дросселя любой формы.