УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ПАРОВ МАСЛА ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
DEVICE TO SEPARATE OIL VAPOURS FROM GAS MIXES

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для суфлирования маслобаков турбомашин, в которых утечки уплотняющего газа с парами масла отводятся последовательно через картер мультипликатора и маслобак.
Известно устройство для отделения паров масла из газовых смесей, содержащее входную и выходную камеры, соединенные между собой сужающим патрубком, и маслосборник, также устройство содержит трубопровод, соединяющий сужающий патрубок с выходной камерой, размещенной в маслосборнике и сообщенной с ним своим открытым торцем (патент РФ № 2412743, опубл. 27.02.2011 г., Бюл. № 6).
Недостатком известного устройства является низкая эффективность маслоотделения из-за того, что газовая смесь из выходной камеры подводится во внутреннее пространство сужающего участка локально, что не обеспечивает достаточного взаимодействия основного и перепускаемого потоков газовой смеси.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности маслоотделения за счет пространственной подачи перепускаемой газовой смеси в сужающий участок.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для отделения паров масла из газовых смесей, содержащем входную и выходную камеры, соединенные между собой сужающим патрубком, и маслосборник, согласно изменению, оно снабжено коаксиально закрепленным в полости сужающего патрубка сужающим элементом, а сужающий элемент включает обтекатель, расположенный со стороны входной камеры, и полого диффузора, расположенного со стороны выходной камеры, в миделе между которыми выполнен торцовый зазор.
Предпочтительно, маслосборник размещен в полости сужающего патрубка между сужающим элементом и выходной камерой.
Предпочтительно, маслосборник включает две пластины с отверстиями, в которых установлены втулки, оси втулок одной пластины радиально смещены относительно осей втулок другой пластины, а выступающие торцы втулок направлены во внутрь маслосборника.
Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1), где
1 - маслобак;
2 - входная камера;
3 - лопатки продольные;
4 - обтекатель;
5 - сужающий патрубок;
6 - диффузор;
7 - шпилька;
8 - планка;
9 - кронштейны;
10, 11 - решетки;
12 - втулки;
13 - дистанционные втулки;
14 - выходная камера;
15 - патрубок выхлопа;
16 - дефлектор;
17 - маслосборник.
1
Устройство для отделения паров масла из газовой смеси содержит входную и выходную камеры 2, 14, соединенные между собой сужающим партубком 5, и маслосборник 17. Маслосборник 17 включает решетки 10, 11. Каждая решетка 10, 11 включает пластину с отверстиями (фиг.1), в которых установлены втулки 12. Решетки 10, 11 соединены между собой при помощи дистанционных втулок 13. Оси втулок 12 одной пластины (фиг.1) радиально смещены относительно осей втулок 12 другой пластины (фиг.1), а выступающие торцы втулок 12 направлены внутрь маслосборника 17. Маслосборник 17 размещен в полости сужающего патрубка 5 на кронштейнах 9 между сужающим элементом (фиг.1) и выходной камерой 14. Сужающий патрубок 5 включает цилиндрический корпус (фиг.1) с коаксиально закрепленным в нем продольными лопатками 3 сужающим элементом (фиг.1). Сужающий элемент (фиг.1) включает обтекатель 4, расположенный со стороны входной камеры 2, и диффузор 6, расположенный со стороны выходной камеры 14, в миделе между которыми выполнен торцевой зазор l (фиг.1). Обтекатель 4 и диффузор 6 соединены при помощи шпильки 7 и планки 8.
Входная камера 2 сообщена своим открытым торцем с газовой полостью маслобака 1. Выходная камера 14 сообщена своим открытым торцем с атмосферой (фиг.1).
Ось устройства расположена в вертикальной плоскости.
Внутреннее пространство от входной камеры 2 до миделя сужающего элемента (фиг.1) образует участок расширения, пространство от миделя до маслосборника 17 образует участок сжатия.
Устройство работает следующим образом.
Смесь паров масла и уплотняющего газа поступает из маслобака 1 во входную камеру 2 через ее открытый торец, и последовательно проходя через сужающий патрубок 5 с сужающим элементом (фиг.1) и маслосборником 17, через выходную камеру 14, патрубок 15 с дифлектором 16, выбрасывается в атмосферу.
Через сужающий патрубок 5 с сужающим элементом (фиг.1) происходит процесс насыщения основного потока газовой смеси, путем непрерывной циркуляции части смеси, обогащенной молекулами и микрочастицами масла из участка расширения (с повышенным давлением), занимающего внутреннее пространство от входной камеры 2 до миделя сужающего элемента (фиг.1), в зону миделя с относительно низким давлением и обедненной газовой смесью.
Внутренняя цилиндрическая поверхность сужающего патрубка 5 и наружная поверхность сужающего элемента (фиг.1) в его миделе образуют кольцевой зазор (фиг.1), в котором происходит увеличение скорости потока газовой смеси, падение его температуры и давления вследствие дросселирования. Газовая смесь расширяется, и ее давление постепенно снижается на участке от начала обтекателя 4 до миделя сужающего элемента (фиг.1). Далее поток проходит зону миделя (фиг.1) и поступает в зону диффузора 6. При этом газовая смесь сжимается и её давление постепенно повышается от миделя сужающего элемента (фиг.1) до среза диффузора 6 и за ним.
1
Снижение давление газовой смеси в зоне миделя сужающего элемента (фиг.1) и повышение ее давления в зоне диффузора 6 и за ним создают перепад давлений, за счет которого обеспечивается вытеснение чести газовой смеси через внутреннее пространство полого диффузора 6 и торцевого зазора l в сужающем элементе (фиг.1) из области с большим давлением в область с меньшим давлением, то есть в кольцевой зазор сужающего участка (фиг.1).
Так как в зоне миделя сужающего элемента (фиг.1) газовая смесь разрежена относительно зоны за диффузором 6, происходит постоянная циркуляция части газовой смеси и соответственно перенос в зону миделя газа с относительно большим содержанием молекул и микрочастиц масла.
1
1
Относительно разреженное состояние газовой смеси в зоне миделя сужающего элемента (фиг.1) характеризуется увеличенными силами межмолекулярного притяжения. Поступление в зону разрежения газовой смеси через кольцевой зазор l из диффузора 6 обеспечивает повышение концентрации молекул масла (насыщение основного потока, проходящего по кольцевому зазору между сужающим патрубком 5 и сужающим элементом (фиг.1)). Истечение перепускаемой газовой смеси через торцевый зазор l, по сравнению с аналогом, обеспечивает более интенсивное повышение концентрации паров масла в кольцевом пространстве миделя сужающего элемента (фиг.1) и далее по ходу движения газовой смеси за счет увеличения объемного взаимодействия потоков газовой смеси, и соответственно повышение удельного содержания масла в газовой смеси, с последующей ассоциацией микрочастиц масла в более крупные образования в виде капельной жидкости. Образовавшиеся капли масла под действием силы тяжести возвращаются в маслобак 1.
Ассоциация молекул масла в микрочастицы и капельную жидкость происходит в зоне диффузора 6 и за ним за счет того, что сжимается газовая смесь.
Оставшиеся микрочастицы масла с потоком газа поступают в маслосборник 17 и частично с циркулирующим потоком в зону миделя сужающего элемента (фиг.1). В маслосборнике 17 за счет разворота потока газа и под действием инерционных сил микрочастицы масла осаждаются на решетках 10 и 11, и далее через зазоры по внутренней поверхности патрубка 5 и входной камеры 2 отводятся в маслобак 1.
Очищенный от масла газ через дефлектор 16 выбрасывается в атмосферу.
Конструкция устройства позволяет, путем замены на трубопроводные коммуникации патрубка 15 и дефлектора 16, производить выхлоп отводимого газа по трубопроводу в безопасное место или проводить его утилизацию.