КОНДЕНСАТООТВОДЧИК

Полезная модель относится к самодействующим термодинамическим устройствам тарельчатого типа прямого действия и предназначена для периодического отвода конденсата из нагревательных камер тепловых аппаратов, в которых в качестве теплоносителя используется пар.
Существующие конструкции термодинамических конденсатоотводчиков тарельчатого типа имеют различные варианты конструктивного и технического исполнения, однако основными их элементами являются: корпус с входным и выходным отверстиями, резьбовая крышка с уплотнительным кольцом и дисковая тарелка, свободно установленная внутри корпуса.
Известен серийный термодинамический конденсатоотводчик тарельчатого типа марки 45с13нж, содержащий литой корпус с входными и выходными отверстиями, резьбовую крышку с уплотнительным кольцом и дисковую тарелку, свободно установленную внутри корпуса (Д.Ф.Гуревич и др., Трубопроводная арматура с автоматическим управлением, справочник, изд. Машиностроение», Ленинградское отделение, г.Ленинград, 1982 г., с.173-174, рис.13.11).
Характеризуя указанный тип конденсатоотводчика, следует отметить несовершенство его конструкции, большую металлоемкость при относительно низкой пропускной способности, и невозможность оперативно регулировать пропускную способность в зависимости от изменения технологических параметров пара и конденсата (температуры, давления, скорости поступления), а наличие ограничительного выступа на внутренней горизонтальной поверхности резьбовой крышки способствует перекосу дисковой тарелки при ее подъеме, в результате чего происходит заклинивание последней во внутренней полости крышки.
Наиболее близкий по совокупности признаков, технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению является конструкция конденсатоотводчика, включающая корпус с входным и выходным отверстиями, резьбовую крышку с уплотнительным кольцом и дисковую тарелку, свободно установленную внутри корпуса, при этом под дисковой тарелкой размещены промежуточная вставка с центральным перепускным конденсатоотводящим коническими отверстиями, а также регулировочное устройство, выполненное в виде винта с коническими наконечниками, установленным с возможностью вертикального перемещения вдоль оси (Свидетельство Российской федерации на полезную модель №12223, Кл. 6F24F 13/22, «Конденсатоотводчик», опубл. 16.12.1999 г. в БИК №12, авторы Голованец В.А., Маслак Ю.В., Голованец В.В.).
Однако данный конденсатоотводчик имеет ряд существенных недостатков конструктивного и эксплуатационного характера. К ним относятся: большая металлоемкость при относительно низкой пропускной способности, высокая стоимость, сложность в обслуживании, в частности необходимость ручной регулировки пропускной способности, при изменении технологических параметров пара. Площадь проходного сечения перепускного отверстия в промежуточной вставке такого конденсатоотводчика несоизмерима с площадью конденсатоотводящего конического отверстия, так как площадь последнего в два раза меньше, что значительно снижает пропускную способность и способствует возникновению гидроудара и кавитации. Это в свою очередь приводит к быстрому износу конденсатоотводчика и выхода из строя трубопроводной системы, к которой он подключен.
Во избежании потерь тепла с пролетным паром, интервал между двумя посадками дисковой тарелки на седло должно быть как можно большим, однако достичь этого ручной регулировкой, ориентируясь на показания манометра, термометра и расходомера в такой конструкции крайне затруднительно.
Большая металлоемкость и высокая стоимость конденсатоотводчика обусловлены тем обстоятельством, что его корпус изготовлен или путем литья, что требует использование специального металлоплавильного оборудования (вагранки и т.п.) или из цельного куска металла, что требует применения металлообрабатывающих станков и другого технологического оборудования.
Задача полезной модели - увеличение пропускной способности, автоматическая регулировка отвода конденсата из конденсатоотводчика в зависимости от изменения величины тепловой нагрузки теплообменных аппаратов, технологических параметров пара и конденсата, продление времени эксплуатации, снижение металлоемкости и затрат на изготовление.
Поставленная задача решается тем, что известный конденсатоотводчик, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, резьбовую крышку с уплотнительным кольцом и дисковую тарелку, свободно установленную внутри корпуса, снабжен промежуточной вставкой, имеющей как минимум три комбинированных конденсатоотводящих отверстия, выполненных в форме сегментных прорезей со сквозными конусообразными углублениями по середине прорезей, при этом суммарная площадь конденсатоотводящих отверстий равна или больше площади выходного отверстия корпуса. Кроме этого дисковая тарелка снабжена как минимум тремя коническими наконечниками, расположенными соосно коническим углублениям промежуточной вставки и перекрывающими последние в нижнем положении дисковые тарелки, а корпус изготовлен из составных
элементов, выполненных из стандартного металлопроката, как - то трубы и листовая сталь.
Отличительный признак - наличие в конденсатоотводчике промежуточной вставки, имеющей как минимум три конденсатоотводящих отверстия, выполненных в форме сигментных прорезей с конусообразными углублениями, суммарная площадь которых равна или больше площади выходного отверстия корпуса, позволяет уровнять количество конденсата, поступающего в конденсатоотводчик и отводимого из него, а также иметь определенный запас пропускной способности при этом, наличие на дисковой тарелке как минимум трех конических наконечников, сопрягаемых с коническими углублениями промежуточной вставки, позволяет работать конденсатоотводчику в автоматическом режиме при изменении технологических параметров пара и конденсата.
В частности, при перемещении дисковой тарелки по вертикали вместе с ней на определенный уровень вверх или вниз перемещаются и конические наконечники, при этом соответственно в большей или в меньшей степени изменяется площадь проходного сечения конденсатоотводящих отверстий в зависимости от температуры, скорости истечения и давления движущегося пара и конденсата.
Таким образом автоматически устанавливается оптимальный режим движущейся жидкости, что позволяет увеличит пропускную способность, уменьшить инерционность отводящего конденсата и потери тепла с пролетным паром, а также значительно снизить вероятность возникновения кавитации и гидроудара.
Кроме того, сборный вариант корпуса, детали которого изготовлены из стандартных труб и листового металлопроката позволяет значительно уменьшить массу конструкции и дает возможность изготовить конденсатоотводчик непосредственно в механических мастерских предприятий и организаций с минимальными затратами.
Заявленный конденсатоотводчик был реализован в конкретном варианте изображенном на чертеже.
На фиг.1 показан конденсатоотводчик (общий вид, продольный разрез).
На фиг.2 показан тот же конденсатоотводчик (разрез А-А).
На фиг.3 показан тот же конденсатоотводчик (узел I, увеличено).
Конденсатоотводчик содержит корпус, выполненный в сборном варианте, состоящий из вертикальной резьбовой обоймы 1, дисковой диафрагмы 2, соединенной с горизонтальной трубой 3, в верхней зоне которой располагаются входное 4 и выходное 5 отверстия, между которыми установлена глухая перегородка 6. Между дисковой диафрагмой 2 и резьбовой крышкой 7 посредством уплотнительных колец 9, 10 (изготовленных из паронита), закреплена промежуточная вставка 11, имеющая три комбинированных конденсатоотводящих отверстия, выполненных в форме сегментных прорезей 12 со сквозными
углублениями 13 посередине прорезей, расположенных под углом 120° относительно друг друга, а также цилиндрическое отверстие 14, предназначенное для подвода конденсата под дисковую тарелку 15. Площадь цилиндрического отверстия 14 равна площади отверстия 16, расположенного в центре дисковой диафрагмы 2. На дисковой тарелке 15 под углом 120° друг другу соосно с комбинированными конденсатоотводящими отверстиями промежуточной вставки 10 посредством резьбовых стержней 17 закреплены три конических наконечника 18 с ограничительными хвоставиками 19 на конце. Дисковая диафрагма 2 корпуса и промежуточная вставка 10 имеют кольцевые каналы 20 и 21 соответственно.
Конденсатоотводчик работает следующим образом.
При поступлении в конденсатоотводчик пара (имеющего всегда плотность, меньшую плотности конденсата), высокие скорости его истечения создают под дисковой тарелкой 15 зону пониженного давления и статическое давление пара над тарелкой прижимает ее к седлу промежуточной вставки 11. Выходящий из нагревательной камеры теплового аппарата конденсат, войдя в горизонтальную трубу 3 и проходя через входное отверстие 4 корпуса и отверстие 14 промежуточной вставки 11 поступает под дисковую тарелку 15, приподымая ее на определенный уровень. Конденсат под избыточным давлением устремляется в кольцевую канавку 20 промежуточной вставки 11 и далее через сегментные прорези 12 и сквозные конические углубления 13 в зоне прорезей поступают в кольцевой канал 20 промежуточной вставки 11, откуда через выходное отверстие 5 корпуса поступает в сливную полость трубы 3 и отводится в систему отвода конденсата.
Дисковая тарелка 15, а вместе с ней и конические наконечники 18, сопрягаемые с коническими углублениями 13 промежуточной вставки 11, в процессе отвода конденсата приподнимаются на определенный уровень, величина которого зависит от технологических параметров пара и конденсата в момент подъема тарелки 15 (температуры, скорости истечения, давления). Регулирование таким образом площади проходного сечения конденсатоотводящих отверстий, позволяет автоматически устанавливать оптимальную пропускную способность конденсатоотводчика. При этом значительно уменьшаются инерционность отводимого конденсата и потери тепла с пролетным паром, а также снижается вероятность гидроудара и кавитации.