УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОГО ПАРА

Полезная модель относится к средствам обработки воды нагреванием с однократным испарением и может быть использована для получения чистого пара с последующей его конденсацией и получением обессоленной воды высокого качества в качестве конденсаторов, испарителей, нагревателей, дефлегматоров, выпарных аппаратов в нефтехимической, химической, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности.
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является вихревой испаритель-конденсатор, описанный в патенте РФ №2580727.
Известное устройство состоит из вертикального цилиндрического корпуса с крышкой и днищем, технологическими штуцерами, камерами для ввода и вывода теплоносителей, цилиндрических труб, снабженных распределителями жидкости и внутренними трубами, на поверхности которых выполнены сквозные каналы, к боковым кромкам которых плотно присоединены профилированные пластины, установленные в направляющих шайбах, образующие завихрители для обеспечения вращательно поступательного движения пара (газа), размещенные по высоте цилиндрических труб. При этом под каждым завихрителем установлены опорные шайбы, снабженные каналами для стекания теплоносителя, отношение внутреннего диаметра опорной шайбы d к внутреннему диаметру цилиндрической трубы D равно d/D=0,6-0,9, а в направляющих шайбах выполнены сквозные профилированные отверстия для перемещения пара (газа) в осевом направлении, причем отношение расстояния между двумя соседними опорными шайбами L к высоте столба вращающегося газожидкостного слоя Н выполняется равным L/H≤1, где величина Н равна:
Н - высота газожидкостного слоя, м,
h - высота каналов в завихрителе, м,
ϕ - газосодержание (доля газа в жидкости),
ст
D - диаметр цилиндрической трубы, м,
зав
R - радиус завихрителя, м,
г
u - скорость газа в каналах завихрителя, м/с,
m - масса вращающейся воды (жидкости), кг.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная необходимостью точно выдерживать расстояние между опорными шайбами, а также большие габариты из-за вертикального расположения завихрителей. Кроме того, в устройстве отсутствует возможность выполнения настройки режима его работы.
Задачей является уменьшение габаритов устройства при упрощении его конструкции и обеспечении возможности настройки режима его работы.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для получения чистого пара, состоящем из цилиндрического корпуса с патрубком для ввода рабочей среды, с крышкой и днищем, технологическими штуцерами и завихрителем для обеспечения вращательно-поступательного движения рабочей среды, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ в верхней части цилиндрического корпуса расположен горизонтально коллектор для ввода рабочей среды, имеющий больший диаметр, чем цилиндрический корпус, в котором горизонтально расположен завихритель с четырьмя каналами, расположенными тангенциально на расстоянии от оси установки, равном радиусу закрутки, вдоль оси цилиндрического корпуса расположена проходящая через центр завихрителя дренажная трубка с отверстиями, помещенная вне цилиндрического корпуса в вертикальной трубе, в верхней части которой размещен регулирующий винт с контргайкой, при этом в центральной части днища цилиндрического корпуса расположен сливной патрубок.
Выполнение коллектора для рабочей среды большего диаметра, чем диаметр цилиндрического корпуса, горизонтальное расположение его, а также горизонтальное расположение завихрителя в цилиндрическом корпусе дает возможность существенно упростить конструкцию и уменьшить габариты устройства, а расположение в центре завихрителя узкого цилиндрического канала с перфорированной поверхностью и регулировочным элементом высоты расположения завихрителя в цилиндрическом корпусе дает возможность менять режим работы устройства.
Технический результат - упрощение конструкции, уменьшение ее габаритов (особенно по высоте), возможность регулирования режима работы.
Заявляемое устройство обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как горизонтальное расположение в верхней части цилиндрического корпуса коллектора для ввода рабочей среды, имеющего больший диаметр, чем цилиндрический корпус, горизонтальное расположение в цилиндрическом корпусе завихрителя с четырьмя каналами, расположенными тангенциально на расстоянии от оси установки, равном радиусу закрутки, расположение вдоль оси цилиндрического корпуса проходящей через центр завихрителя дренажной трубки с отверстиями, помещенной вне цилиндрического корпуса в вертикальной трубе, наличие в верхней части вертикальной трубы регулирующего винта с контргайкой, расположение в центральной части днища цилиндрического корпуса сливного патрубка, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемое устройство может быть использовано для получения чистого пара в различных отраслях промышленности, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где показаны на:
- фиг. 1 - общий вид устройства в сборе;
- фиг. 2 - вид устройства в разрезе по вертикали;
- фиг. 3 - вид сверху коллектора с завихрителем;
- фиг. 4 - схема работы устройства.
1-4
Устройство (фиг. 1-3) содержит цилиндрический корпус 1, в верхней части которого расположен горизонтально коллектор 2 для ввода рабочей среды через патрубок 3, имеющий больший диаметр, чем цилиндрический корпус 1. В корпусе 1 горизонтально размещен завихритель 5 с четырьмя каналами 6, расположенными тангенциально на расстоянии от оси устройства, равном радиусу закрутки. Вдоль оси цилиндрического корпуса 1 расположена проходящая через центр завихрителя 5 перфорированная дренажная трубка 7 с отверстиями 8, помещенная вне цилиндрического корпуса 1 в вертикальной трубе 9. В верхней части трубы 9 размещен регулирующий винт 10, закрепленный в ней с помощью контргайки 11. Труба 9 снабжена отводящим патрубком 12. При этом в центральной части днища 13 цилиндрического корпуса 1 расположен сливной патрубок 14.
1
4
Работа устройства (фиг. 4) осуществляется следующим образом: перегретая горячая вода подается через подводящий патрубок 3 в коллектор 2, где она равномерно распределяется и через тангенциальные каналы 6-6 попадает в завихритель 5, в котором вблизи стенки образуется водяной вихрь, перемещаемый вдоль оси к сливному патрубку 14 по спирали. Из патрубка 14 вода в виде конической пелены истекает наружу. В центре завихрителя 5 образуется зона понижения давления и газовый вихрь, образованный паром, поступающим с поверхности водяного вихря. Образующийся пар через отверстия 8, распределенные неравномерно по длине, в дренажной трубке 7 отсасывается в отводящий патрубок 12. Насыщенность пара в газовом вихре увеличивается по мере продвижения к сливному патрубку 14, поэтому в зависимости от перемещения дренажной трубки 7 в осевом направлении относительно завихрителя 5 при помощи регулирующего винта 10 с контргайкой 11 регулируется расход пара на выходе из отводящего патрубка 12.
В сравнении с прототипом заявляемое устройство для получения чистого пара является более простым по конструкции, менее габаритным и дает возможность регулирования его работы.