КОНДЕНСАТООТВОДЧИК Российский патент 1994 года по МПК F16T1/00 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к устройствам для отвода конденсата из паропотребляющих аппаратов.

Назначение конденсатоотводчиков - автоматически пропускать конденсат и задерживать пар, не отработавший в пароиспользующих аппаратах или транспортируемый по паропроводу.

Известно устройство для отвода конденсата из пароприемников и трубопроводов, содержащее корпус с кожухом, внутри которого размещен дисковый клапан, примыкающий к впускному и выпускному отверстиям [1] .

Основным недостатком такого конденсатоотводчика являются невысокая надежность в работе и значительный проскок пара в выпускной канал при срабатывании клапана.

Известно устройство, содержащее корпус с крышкой, которая имеет два канала для входа и выхода конденсата, а между крышкой и корпусом находится управляющая камера с размещенным в ней дисковым клапаном [2] .

Основным недостатком такого коднесатоотводчика является необходимость снабжения его источником охлаждающей среды, подаваемой в крышку этого устройства.

Известно устройство, содержащее корпус с входными и выходными клапанами, дисковый клапан, размещенный в управляющей камере, на верхней стенке которой установлен ограничитель подъема клапана [3] .

Общим недостатком работы вышеизложенных наиболее распространенных конденсатоотводчиков с механическим затвором является то, что протекающий с большой скоростью поток вместо со шламом, ржавчиной и другими загрязнениями разрушает уплотнения. Неплотности в конденсатоотводчиках приводят к потере тепла с пролетным паром. Такая потеря имеет место в конденсатоотводчиках даже при их тщательной наладке.

Наиболее близким к изобретению по техническому результату является конденсатоотводчик, содержащий вертикальный корпус с крышкой, установленный в днище входной патрубок, выполненный в виде сопла Лаваля с подводящим тангенциальным каналом, отводящий трубопровод, трубопровод рециркуляции, подключенный к смесительной камере [4] .

Достоинством такого конденсатоотводчика является простота изготовления, так как в нем отсутствуют движущиеся элементы, недостатком - обязательное условие, чтобы давление греющего пара было больше давления той среды, куда отводится конденсат. После вытеснения конденсата в корпусе конденсатоотводчика устанавливается давление, соответствующее давлению пара, при этом до тех пор, пока пар не сконденсируется, поступление конденсата в конденсатоотводчик невозможно, что влечет за собой периодическое накопление конденсата в нагревательной камере теплопотребляющего аппарата и связанное с этим недоиспользование поверхности нагрева.

Указанные недостатки снижают эффективность работы конденсатоотводчика.

Целью изобретения является повышение эффективности.

Указанная цель достигается тем, что конденсатоотводчик, содержащий вертикальный корпус с крышкой, установленный в днище входной патрубок, выполненный в виде сопла Лаваля, с подводящим тангенциальным каналом, отводящий трубопровод, трубопровод рециркуляции, подключенный к смесительной камере, снабжен дополнительным патрубком, подключенным к верхней части корпуса и отводящему трубопроводу, размещенным в смесительной камере диском с торцевыми лопатками, обращенными к срезу сопла, вертикальным валом с приводом, установленным на крышке, и пластиной, установленной с возможностью продольного перемещения, а также глухой поперечной перегородкой, установленной между стенками корпуса и срезом сопла, при этом трубопровод рециркуляции и отводящий трубопровод подключены к полости, заключенной между перегородкой и днищем.

Эффективность работы конденсатоотводчика определяется степенью интенсивности конденсации пара. В предлагаемом устройстве интенсификация процесса конденсации пара достигается за счет движения конденсата в зазоре между вращающимися дисками, что приводит к нестационарному течению жидкости и резкому росту теплоотдачи между пленкой конденсата и подаваемым паром. Вследствие этого эффективность работы конденсатоотводчика увеличивается, так как происходит непрерывная подача пара в устройство и пульсационная подача конденсата в конденсатопровод. За счет дополнительного охлаждения сопла Лаваля пленка конденсата создает также эффект объемной конденсации факела пара.

В прототипе сопло Лаваля является неохлаждаемым, а согласно изобретению оно заключено в рубашку охлаждения, заполненную конденсатом, в результате чего пленка конденсата с внутренней стороны сопла Лаваля образуется по всей поверхности, что повышает эффективность работы конденсатоотводчика.

В отличие от прототипа предлагаемый конденсатоотводчик может работать при условии, если давление греющего пара на входе в сопло Лаваля меньше давления той среды, куда отводится конденсат, т. е. конденсатоотводчик может отводить конденсат из аппаратов, работающих под разрежением.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема конденсатоотводчика; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - Б-Б на фиг. 1.

Конденсатоотводчик состоит из вертикального корпуса 1, имеющего в нижней части днище 16, а в верхней части закрытого крышкой 2. По оси корпуса 1 в днище 16 установлен входной патрубок 3, выполненный в виде сопла Лаваля, с подводящим тангенциальным каналом 4. Открытый конец сопла Лаваля прикреплен к корпусу глухой поперечной перегородкой 13. Наружный диаметр сопла Лаваля меньше диаметра корпуса 1 и образует полость 14, ограниченную сверху глухой поперечной перегородкой 13, а снизу днищем 16. По оси корпуса 1 пропущен вал 10, один конец которого соединен с электрическим приводом 11, а на другом конце размещен диск с торцевыми лопатками 9. На валу 10 установлена цилиндрическая пластина 12, наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру корпуса 1, имеющая возможность перемещения по оси вала 10. Смесительная камера 8 соединена трубопроводом 6 рециркуляции с полостью 14. Полость 14 соединена отводящим трубопроводом 5 и дополнительным патрубком 7 с полостью 15, образованной между цилиндрической пластиной 12 и диском с торцевыми лопатками 9.

Конденсатоотводчик работает следующим образом
Конденсат из теплопотребляющих аппаратов поступает под давлением через подводящий тангенциальный канал 4 во входной патрубок 3, закручивается и проходит расширяющуюся его часть, где формируется вращающийся кольцевой поток пара и конденсата. Выведенный поток из сечения входного патрубка, выполненного в виде сопла Лаваля, поступает в центральную часть смесительной камеры 8, в которой скорость пара падает за счет торможения на поверхности диска с торцевыми лопатками 9, при этом пар частично конденсируется. При вращении диска с торцевыми лопатками 9 за счет центробежных сил конденсат отбрасывается от центра на периферию смесительной камеры 8 и разделяется на два потока. Под давлением первый поток проходит кольцевой зазор в верхней части корпуса 1 и заполняет пространство полости 15 при закрытом обратном клапане на дополнительном патрубке 7. Второй поток по трубопроводу рециркуляции 6 поступает в полость 14, а затем по отводящему трубопроводу 5 поступает в конденсатопровод потребителя. Так как выход конденсата в виде жидкости из смесительной камеры 8 превышает количество входящего конденсата в смеси с паром, то давление на диске с торцевыми лопатками 9 резко снижается. За счет разности давлений среды в полости 15 и смесительной камере 8 поток конденсата через кольцевой зазор сбрасывается в периферийную область смесительной камеры 8 и восстанавливает давление в полости 14. Одновременно через открытый обратный клапан, установленный на дополнительном патрубке 7, полость 15 заполняется конденсатом из конденсатопровода. Процесс конденсации пара, поступающего через входной патрубок 3, выполненный в виде сопла Лаваля, в центральную часть диска с торцевыми лопатками 9, происходит непрерывно. При вращении диска происходит движение паровой смеси по внутренней поверхности торца диска, охлаждаемой со стороны полости 15 потоком более холодного конденсата. Частично пар, поступающий через подводящий тангенциальный канал 4, конденсируется на внутренней поверхности входного патрубка 3 за счет того, что он охлаждается более холодным конденсатом в полости 14. Пленка конденсата срывается во вращающийся поток пара и смешивается с ним. При этом в потоке пара возникают многочисленные центры конденсации, которые ускоряют переход пара в состояние конденсата. Процесс конденсации пара интенсифицируется также при движении конденсата в смеси с паром в полости 15, ограниченной по торцам вращающейся пластиной 12 и поверхностью диска с торцевыми лопатками 9.

Таким образом, изобретение обеспечивает увеличение эффективности работы конденсатоотводчика по сравнению с прототипом.

Применение конденсатоотводчиков позволяет получить в народном хозяйстве большой экономический эффект, так как стоимость энергетических затрат в себестоимости продукции весьма значительна.

Использование: теплоэнергетика, трубопроводная арматура. Сущность изобретения: конденсатоотводчик содержит вертикальный корпус 1 с днищем 16 и крышкой 2. В днище 16 установлен входной патрубок 3, выполненный в виде сопла Лаваля, с подводящим тангенциальным каналом 4. Сопло Лаваля прикреплено к корпусу 1 глухой поперечной перегородкой 13 с образованием полости 14, соединенной трубопроводом 6 рециркуляции с корпусом 1. В верхней части корпуса 1 установлен вертикальный вал 10 с диском, имеющим торцевые лопатки 9. На валу 10 установлена пластина 12 с возможностью продольного перемещения. Отвод конденсата производят из 14 по отводящему трубопроводу 5. 3 ил.

КОНДЕНСАТООТВОДЧИК, содержащий вертикальный корпус с крышкой, установленный в днище входной патрубок, выполненный в виде сопла Лаваля, с подводящим тангенциальным каналом, отводящий трубопровод, трубопровод рециркуляции, подключенный к смесительной камере, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он снабжен дополнительным патрубком, подключенным к верхней части корпуса и отводящему трубопроводу, размещенным в смесительной камере диском с торцевыми лопатками, обращенными к срезу сопла, вертикальным валом с приводом, установленным на крышке, и пластиной, установленной с возможностью продольного перемещения, а также глухой поперечной перегородкой, установленной между стенками корпуса и срезом сопла, при этом трубопровод рециркуляции и отводящий трубопровод подключены к полости, заключенной между перегородкой и днищем.