УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАЛКИ ПОТОКА ГОРЯЧЕГО ГАЗА

Полезная модель относится к устройствам для проведения плазмохимических реакций и может быть использована в химической технологии применительно к процессам, проходящим с конденсацией углерода или образованием оксидной пленки на стенках закалочного устройства.
Известно закалочное устройство плазмохимического реактора, содержащее соосно установленные охлаждаемую трубу, размещенный внутри нее с кольцевым зазором охлаждаемый шток, коллектор с патрубком вывода газа-пиролизата, причем шток содержит осевой сквозной канал и соединенный с ним патрубок подачи тугоплавких частиц, при этом осевой канал штока сообщен с патрубком вывода газа-пиролизата через кольцевой зазор между охлаждаемыми штоком и трубой [1].
Недостатком данного закалочного устройства является ограниченность использования из-за необходимости иметь дополнительное оборудование для подачи тугоплавких частиц и последующего отделения их от целевых продуктов.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для закалки потока горячего газа, содержащее закалочную трубу для подачи горячего газа от источника выше по потоку в место ниже по потоку, средство для ограничения потока, расположенное внутри закалочной трубы для создания зоны низкого давления в потоке горячего газа непосредственно ниже по потоку средства для ограничения потока, сопло для впрыскивания закалочной жидкости, расположенное ниже по потоку после средства для ограничения потока по касательной к трубе и под углом к ней [2].
Это устройство также имеет ограниченную область использования вследствие необходимости дополнительного оборудования для подачи закалочной жидкости и ее последующего отделения от целевых продуктов, что создает неудобство в случае использования плазмохимических процессов для решения исследовательских и прикладных задач.
Цель полезной модели - повышение универсальности устройства для закалки потока горячего газа для решения исследовательских и прикладных задач с использованием химических или плазмохимических процессов.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для закалки потока горячего газа, содержащем закалочную трубу для подачи горячего газа от источника выше по потоку в место ниже по потоку, внутри закалочной трубы установлен вал с расположенной на ближнем к источнику выше по потоку конце турбиной для придания вращения и прикрепленными к нему равномерно со сдвигом 90° по длине на подпружиненных стержнях щетками, продолжающими одна другую для работы по всей внутренней поверхности трубы, а для удобства обслуживания закалочная труба, ее присоединительный и торцовый фланцы выполнены разборными.
На фигуре представлены вид справа и продольный разрез предлагаемого устройства.
Разборное устройство содержит корпус 1, присоединительный 2 и торцовый 3 фланцы с установленными внутри них опорами 4 с подшипниками вала 5, имеющего установленную на ближнем к присоединительному фланцу 2 конце турбину 6 для придания вращения и прикрепленные к нему равномерно со сдвигом 90° по длине на подпружиненных стержнях 7 щетки 8.
Турбина 6, вал 5, опоры 4 вала, подпружиненные стержни 7, щетки 8 выполняются из жаропрочного, пассивного в отношении реакций материала. Щетина щеток 8 состоит из тонких продольных пластин или проволоки и выполняется из материала стенок устройства.
Устройство работает следующим образом. При выходе потока горячего газа из плазмохимического реактора (или другого химического реактора по производству газообразных продуктов, аэрозолей) газы приводят во вращение турбину 6 вала 5. При этом расположенные на валу равномерно со сдвигом 90° по длине на подпружиненных стержнях 7 щетки 8, продолжающими одна другую, работают по всей внутренней поверхности корпуса 1 закалочной трубы, очищая ее от конденсированных продуктов, например от углерода. Для удобства обслуживания устройство выполнено разборным: присоединительный 2 и торцовый 3 фланцы с установленными в них опорами 4 с подшипниками вала 5 наделяются возможностью легкого присоединения к корпусу 1 закалочной трубы, например при помощи резьбового соединения. Прижимная сила подпружиненных стержней 7 регулируется материалом изготовления и конструктивными особенностями.
Изложенный подход способствует повышению универсальности устройства для закалки потока горячего газа, так как позволяет исключить из процесса закалки горячего газа дополнительное оборудование, тем самым расширить возможности для решения исследовательских и прикладных задач с использованием химических или плазмохимических процессов.
Положительный эффект работы устройства обеспечивается значительными скоростями потока выходящего из реактора горячего газа, за счет чего через турбину придается вращение валу и преодолевается сопротивление трения.
Источники информации
1. Патент РФ №2097948, Н05Н 1/42, Н05В 7/22, 1997 г.
2. Патент РФ №2232788, C10G 9/00, 2004 г.