close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1928

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1928
(13)
C1
6
(51) F 22B 29/08,
(12)
B 01J 8/14
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
ВИХРЕВОЙ АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ
ПРОЦЕССОВ В ПОЛЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ
(21) Номер заявки: 950093
(22) 24.02.1995
(46) 30.12.1997
(71) Заявитель: Институт
радиоэкологических
проблем Академии наук Беларуси (ИРЭП
АНБ) (BY)
(72) Автор: Левадный В.А. (BY)
(73) Патентообладатель: Институт
радиоэкологических проблем Академии наук Беларуси
(ИРЭП АНБ) (BY)
(57)
Вихревой аппарат для проведения тепломассообменных процессов в поле центробежных сил, включающий цилиндрический корпус, боковая стенка которого снабжена тангенциальными патрубками для подвода
и отвода рабочей среды, а торцевые стенки - осевыми патрубками для отвода пара, причем аппарат разделен
поперечной перегородкой с центральным отверстием на входную и выходную камеры, первая из которых
имеет форму диффузора по ходу рабочей среды и снабжена установленным с образованием кольцевого зазора цилиндрическим направляющим аппаратом с тангенциальными каналами, ориентированными в ту же
сторону, что и патрубок подвода, отличающийся тем, что входная камера снабжена дополнительным цилиндрическим направляющим аппаратом, наружный диаметр которого не превышает половины внутреннего диаметра основного аппарата, а его внутренний диаметр выполнен большим диаметра центрального
отверстия перегородки, при этом основной аппарат подключен к отрицательному, а дополнительный - к положительному полюсам источника питания, а между ними размещены токопроводящие гранулы, при этом
снаружи корпуса в зоне входной камеры установлен индукционный нагреватель.
Фиг.1
(56)
1. А.с.СССР 965441, МКИ F22В 29/08, 1982.
2. А.с.СССР 898823, МКИ F22В 29/08, 1983 (прототип).
BY 1928 C1
Изобретение относится к вихревым устройствам для проведения тепломассообменных процессов в системах жидкость-пар, твердое тело-жидкость или газ и может быть использовано для очистки жидких сред.
Область применения изобретения: химическая, энергетическая, металлургическая промышленности.
Известен вихревой аппарат для проведения тепломассообменных процессов в поле центробежных сил,
включающий цилиндрический корпус, боковая стенка которого снабжена тангенциальными патрубками для
подвода и отвода рабочей среды, а торцевые стенки - осевыми патрубками для отвода пара, причем аппарат
разделен поперечной перегородкой с центральным отверстием на входную и выходную камеры [1].
Хотя данное устройство и очищает жидкую среду от солей и твердых примесей, оно не обеспечивает
эффективную чистку среды от растворенных в ней примесей, таких как тяжелые металлы, органические соединения, поверхностно активные вещества.
Известно парогенерирующее устройство, представляющее аппарат для проведения процессов теплообмена в поле центробежных сил, содержащее цилиндрический корпус, разделенный поперечной перегородкой с центральным отверстием на входную и выходную камеры, выполненные в форме диффузора по ходу
рабочей среды, при этом входная камера ограничена цилиндрическим направляющим аппаратом с тангенциальными щелями, а подводящий и отводящий патрубки установлены тангенциально в боковой стенке
корпуса и в торцевых крышках выполнены отверстия для отвода среды [2].
Недостатком данного вихревого аппарата является низкая степень очистки среды вследствие низких коэффициентов очистки от органических примесей, поверхностно активных веществ, а также повышенный
расход энергии из-за внешнего нагрева очищаемой жидкой среды.
Задачей изобретения является повышение степени очистки и снижение расхода энергии.
В вихревом аппарате для проведения тепломассообменных процессов в поле центробежных сил, содержащем цилиндрический корпус, боковая стенка которого снабжена тангенциальными патрубками для подвода и отвода рабочей среды, а торцевые стенки - осевыми патрубками для отвода пара, причем корпус
разделен поперечной перегородкой с центральным отверстием на входную и выходную камеры, первая из
которых имеет форму диффузора по ходу рабочей среды и снабжена установленным с образованием кольцевого зазора цилиндрическим направляющим аппаратом с тангенциальными каналами, поставленная задача достигается тем, что входная камера снабжена дополнительным цилиндрическим направляющим
аппаратом, наружный диаметр которого не превышает половины внутреннего диаметра основного аппарата,
а его внутренний диаметр выполнен большим диаметра центрального отверстия перегородки, при этом основной аппарат подключен к отрицательному, а дополнительный - к положительному полюсам источника
питания, а между ними размещены токопроводящие гранулы, при этом снаружи корпуса в зоне входной камеры установлен индукционный нагреватель.
На фиг.1 схематично изображен вихревой аппарат для проведения тепломассообменных процессов в поле центробежных сил, на фиг.2 представлен разрез А-А фиг.1.
Вихревой аппарат для проведения тепломассообменных процессов в поле центробежных сил содержит
корпус 1, в боковой стенке которого закреплены тангенциальные патрубки 2 и 3 соответственно подвода и
отвода среды, а также торцевые стенки 4 и 5, в которых закреплены осевые патрубки 6 и 7. Корпус разделен
поперечной перегородкой 8 с центральным отверстием 9 на входную 10 и выходную 11 камеры. Во входную камеру соосно встроены тангенциальные направляющие аппарата 12 и 13, изолированные от корпуса и
соединенные соответственно с отрицательным и положительным электродами источника питания 14. Во
входной камере 10 между направляющими аппаратами 12 и 13 находятся токопроводящие гранулы 15. На
входную камеру 10 надета обмотка индукционного нагревателя 16.
Наружный диаметр тангенциального направляющего аппарата 13 не превышает половины внутреннего
диаметра направляющего аппарата 12, а диаметр центрального отверстия 9 меньше внутреннего диаметра
направляющего аппарата 12.
Вихревой аппарат для проведения тепломассообменных процессов в поле центробежных сил работает
следующим образом.
Очищаемая среда подается через тангенциальный патрубок 2 в раздаточный ресивер корпуса 1 и, проходя через
тангенциальные щели направляющего аппарата - катода 12, закручивается во входной камере 10, образуя в объеме
камеры, ограниченном направляющими аппаратами 12 и 13 и торцевыми стенками 4 и 5, центробежный кипящий
слой токопроводящих гранул 15. Благодаря увеличивающемуся расстоянию между торцевыми стенками 4 и 5 к оси
корпуса 1, гранулы 15 удерживаются в объеме камеры центробежными силами. Диаметр внутренней границы центробежного кипящего слоя гранул 15 не превышает половины внутреннего диаметра направляющего аппарата
12, поэтому анод - направляющий аппарат 13 имеет наружный диаметр, не превышающий половины внутреннего диаметра направляющего аппарата 12 для того, чтобы исключить его взаимодействие с вращающимися гранулами 15. Объемная концентрация гранул 15 в состоянии центробежного кипящего слоя составляет 0,5 и не
изменяется с ростом расхода среды через слой. Это повышает поверхность катода - направляющего аппарата 12,
что позволяет пропускать через слой токи большой плотности и обеспечивает эффективное извлечение металлов
из среды, которые гальванически осаждаются на гранулах 15. Кроме того, в объеме кипящего слоя гранул 15
2
BY 1928 C1
происходит электролиз воды, в результате чего образуется кислород, который окисляет органические примеси.
Взаимодействие гранул 15 друг с другом вызывает множественное искрение в кипящем слое и образование озона, который окисляет поверхностно активные вещества. Таким образом, в кипящем слое гранул 15 осуществляется процесс очистки среды от металлов, органики, поверхностно активных веществ. Индукционный
нагреватель 16, надетый снаружи на входную камеру 10, нагревает среду в ней благодаря индукционным токам в
токопроводящих гранулах. Нагретая среда проходит через тангенциальные щели направляющего аппарата 13 и
вновь закручивается за ним. Вихревой поток среды стремится через центральное отверстие 9 в поперечной перегородке 8 попасть в выходную камеру 11 корпуса 1, при этом уменьшается радиус вращения среды. В результате
этого кружная скорость среды возрастает вследствие закона сохранения момента количества движения и неразрывности, а давление в ней падает в соответствии с уравнением Бернулли.
На определенном диаметре закрутки давление среды во входной камере 10 становится равным давлению
насыщения при данной температуре, а на меньших диаметрах - меньше давления насыщения, и среда вскипает. Под действием возникающего в результате вращения среды градиента давления по радиусу пузырьки
пара выталкиваются к оси корпуса и собираются в центральной паровой лопасти, из которой пар отводится
через осевые патрубки 6 и 7.
Пар, выходящий из аппарата, хотя и насыщенный, но сухой благодаря эффекту центробежной сепарации.
Граница между жидкой и паровой фазами вращается с большой скоростью и капли жидкости, выносимые паровыми пузырьками из кипящего объема, отбрасываются центробежными силами назад в кипящий объем.
Этот эффект обеспечивает высокий коэффициент очистки среды от примесей и высокое качество ректификации. Нагрев среды непосредственно во входной камере 10 снижает затраты энергии на очистку по сравнению с
внешним нагревом среды.
Неиспарившийся вращающийся остаток среды через центральное отверстие 9 в поперечной перегородке 8
попадает в выходную камеру 11 корпуса, где, вращаясь, движется от оси последней к периферии, восстанавливает давление и выходит через тангенциальный патрубок 3. Таким образом, вихревой аппарат для проведения
тепломассообменных процессов в поле центробежных сил обеспечивает глубокую очистку конденсированных
сред от металлов, органики, поверхностно активных веществ и растворенных веществ, при этом на 20-30 %
снижается расход энергии.
2
3
А-А
Фиг. 2.
Cоставитель М.Ф.Денисенко
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Т.Н. Никитина
Заказ 0908
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
153 Кб
Теги
by1928, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа