РЕСИВЕР ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2000 года по МПК F25B43/00 

Использование - в холодильной технике.

Сущность изобретения: благодаря многократному резкому изменению направления движения потока при одновременном снижении его скорости до 0,1 м/с происходит эффективное отделение хладагента от масла и быстрый выпуск уловленного масла после разогрева змеевика, что приводит к значительному уменьшению энергозатрат.

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к прогрессивным аммиачным установкам с насосно-циркуляционными схемами, и может быть использовано в других отраслях промышленности, например в химической.

Известен вертикальный циркуляционный ресивер со стояком, содержащий полый вертикальный цилиндрический корпус и соосно расположенный в нижней части ресивера полый стояк цилиндрической формы с патрубками подвода паров, жидкого аммиака с маслом из приборов охлаждения, жидкого хладагента с маслом от регулирующей станции, поступающего в нижнюю часть цилиндрического корпуса ресивера.

Недостатком данной конструкции является низкая степень отделения масла от жидкого хладагента, попадание большого количества масла в испарительную систему, что приводит к повышенному расходу электроэнергии на выработку единицы холода, ухудшению работы аммиачных насосов, приборов автоматики, снижению надежности и безопасности установки в целом.

Известен циркулярный ресивер со стояком, содержащий цилиндрический корпус с соосно расположенным стояком, разделительную колонку с патрубками для подсоединения с ресивером по паровой и жидкостной линиям, стояк, соосно которому расположен патрубок для перемещения жидкого хладагента, а также коническую перегородку с калиброванными отверстиями, коническую обечайку, патрубки для выхода жидкого хладагента и уловленного масла из ресивера.

Недостатком этого ресивера является повышенное сопротивление движению потока жидкого хладагента, а также длительность и трудоемкость процесса выпуска уловленного масла из ресивера, что ухудшает его эффективность.

Целью настоящего изобретения является интенсификация процесса маслоотделения и удаление уловленного масла, приводящее к уменьшению энергозатрат при производстве единицы холода.

Цель изобретения достигается с помощью предложенного ресивера холодильной установки, содержащего цилиндрический корпус, под которым соосно внизу размещен вертикальный цилиндрический стояк, соединенные разделительной колонкой и снабженные патрубками подвода и отвода хладагента и отвода масла, а также змеевиком, ресивер снабжен дополнительным патрубком, конической перегородкой, патрубком с отбортовкой, кольцевыми перегородками с калиброванными кольцевыми зазорами, дополнительный патрубок размещен в стояке соосно по всей его длине с выходом в нижнюю часть корпуса, в нижней части корпуса установлена коническая перегородка с калиброванными кольцевыми зазорами к корпусу и дополнительному патрубку, под которой соосно стояку установлен патрубок с отбортовкой, обращенной вверх, с образованием аксиального кольцевого канала, верхняя часть которого по касательной соединена каналом с нижней частью разделительной колонки, змеевик установлен в нижней части стояка, а кольцевые перегородки размещены между ним и нижней частью патрубка с отбортовкой с образованием чередующихся каналов со стояком и дополнительным патрубком.

Предложенный вертикальный (или горизонтальный) ресивер со стояком холодильной установки имеет соосно расположенный патрубок и патрубок входа жидкого хладагента с маслом, размещенный тангенциально на наружной поверхности стояка, в кольцевую полость, образованную внутренней поверхностью патрубка с отбортовкой и внутренней поверхностью стояка.

После раскрутки потока при поступлении в ресивер хладагент очищается от масла и, изменяя направление движения на 180^o, поступает в верхнюю полость стояка, где по направляющей конической перегородки вторично изменяет направление движения и далее очищенный хладагент по жидкостному патрубку поступает к насосам, причем уловленное масло в верхней части стояка стекает вниз по поверхности конической перегородки, наружной поверхности жидкостного стояка и далее по кольцевым перегородкам и кольцевым зазорам в нижнюю полость стояка, в котором размещен змеевик, и дальнейший выпуск его через патрубок осуществляется периодически после разогрева наружной поверхностью змеевика.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что предлагаемый ресивер холодильной установки, отличающийся конструкцией стояка с кольцевой полостью для тангенциальной закрутки потока и кольцевыми масляными затворами, а также змеевиком для разогрева уловленного масла перед его выпуском, за счет чего жидкий хладагент с маслом поступает тангенциально из разделительной колонки в кольцевую полость, образованную внутренней поверхностью патрубка с отбортовкой и внутренней поверхностью стояка. Забор очищенного от масла хладагента осуществляются через соосно расположенный в стояке патрубок, а масло, стекаемое через кольцевые перегородки с калиброванными затворами в полость, образованную нижней поверхностью кольцевой перегородки, внутренней поверхностью стояка и наружной поверхностью патрубка, периодически выпускается через патрубок в систему маслоснабжения.

Таким образом, предлагаемый ресивер холодильной установки соответствует критерию изобретения "новизна".

Признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной области техники и, следовательно, обеспечивают данному ресиверу соответственно критерий "существенные отличия".

На чертеже изображен вертикальный циркуляционный ресивер со стояком. Циркуляционный ресивер содержит цилиндрический корпус 1, стояк 2, разделительную колонку 3 с патрубками 4 и 5 для подсоединения с ресивером по паровой и жидкостной линиям, с патрубком 6 для входа жидкого аммиака от регулирующей станции, с патрубком 7 для входа парожидкостной смеси хладагента с маслом из приборов охлаждения, соосно стояку 2 расположен патрубок 8 для перемещения жидкого хладагента, патрубок с отбортовкой 9, образующий кольцевую полость 10, образованную наружной поверхностью патрубка с отбортовкой 9 и внутренней поверхностью стояка 2, коническая перегородка 11 с калиброванными кольцевыми зазорами 12, 13 между наружной обечайкой конической перегородки 11 и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1 и внутренней обечайкой с наружной поверхностью патрубка 8, кольцевая перегородка 14 с калиброванным кольцевым зазором 15 между внутренней обечайкой кольцевой перегородки 14 и наружной поверхностью патрубка 8, кольцевая перегородка 16, образующая кольцевой зазор 17 между периферией кольцевой перегородки 16 с внутренней поверхностью стояка 2, змеевик 18, расположенный в нижней частя стояка 2, патрубки 19 и 20 для входа и выхода теплоносителя, патрубки 21 и 22 для выхода жидкого хладагента, патрубок 23 для выхода уловленного масла.

Циркуляционный ресивер со стояком холодильной установки работает следующим образом;
В циркуляционный ресивер 1 со стояком 2 через патрубок 7 разделительной колонки 3 поступает парожидкостная смесь хладагента с маслом из приборов охлаждения, а через патрубок 6 жидкий хладагент от регулирующей станции. В разделительной колонке 3 происходит разделение парожидкостной фазы, пары хладагента через патрубок 4 поступают в корпус 1, а жидкий хладагент с маслом стекает вниз и через патрубок 5 тангенциально поступает в нижнюю часть стояка 2 в кольцевую полость 10, образованную наружной поверхностью патрубка с отбортовкой 9 и внутренней поверхностью стояка 2. При тангенциальном подводе жидкости происходит вращательное движение потока и первоначальное разделение жидкой эмульсии на хладагент и масло. Из-за разницы в плотностях хладагента и масла в размере приблизительно в 30% последнее за счет центробежных сил отбрасывается на периферию и стекает в нижнюю часть стояка 2, а хладагент, изменяя направление движения на 180 градусов, движется вверх, где по направляющей конической перегородки 11 и калибровочного кольцевого зазора 12 происходит вторичное изменение движения потока на 180 градусов, поступает в патрубок 8 и далее через патрубки 21, 22 к насосам. Скорость движения потока не более 0,1 м/с, что позволяет при его неоднократных изменениях направления движения повысить степень очистки хладагента от масла, которое стекает по поверхности конической перегородки 11 через калиброванный кольцевой зазор 13 и далее по наружной поверхности патрубка 8 по поверхностям кольцевых перегородок 14, 16 через калиброванные кольцевые зазоры 15, 17 поступает в полость, где размещен змеевик 18.

Поскольку масло при низких температурах имеет высокую вязкость, в змеевик 18 через патрубок 19 поступает горячий теплоноситель или хладагент. Соприкасаясь с горячей поверхностью змеевика 18, масло разогревается и быстро удаляется через патрубок 23 в систему маслоснабжения. Кольцевые зазоры 16 и 17 являются масляными затворами, разделяющим масляную полость от полости в которой находится жидкий хладагент, поэтому разогрев масла является локальным, а подогрев жидкого хладагента незначительным.

Данное техническое решение позволяет осуществить трехступенчатое улавливание смазочного масла, решить проблему быстрого удаления уловленного масла, что существенно повышает эффективность работы холодильной установки, ее безопасность, надежность и значительно снижает эксплуатационные энергозатраты.

Экономический эффект от использования предлагаемого ресивера со стояком образуется за счет снижения энергозатрат на эксплуатацию холодильной установки с насосно-циркуляционной схемой, в системе которой работает данное техническое решение.

Источники информации
1. Справочник. / Проектирование холодильных сооружений. - Под ред. А.В. Быкова. М.: Пищевая промышленность, 1978. С. 75, рис. 11- 6.

2. Патент 2006761, RU.

Дополнительный патрубок размещен в стояке ресивера соосно по всей его длине с выходом в нижнюю часть корпуса. В нижней части корпуса установлена коническая перегородка с калиброванными кольцевыми зазорами к корпусу и дополнительному патрубку. Под перегородкой соосно стояку установлен патрубок с отбортовкой, обращенной вверх, с образованием аксиального кольцевого канала. Верхняя часть кольцевого канала по касательной соединена каналом с нижней частью разделительной колонки. Змеевик установлен в нижней части стояка, а кольцевые перегородки размещены между ним и нижней частью патрубка с отбортовкой с образованием чередующихся каналов со стояком и дополнительным патрубком. Использование изобретения обеспечивает интенсификацию процесса маслоотделения и удаления масла, а также уменьшает удельные энергозатраты. 1 ил.

Ресивер холодильной установки, содержащий цилиндрический корпус, под которым соосно внизу размещен вертикальный цилиндрический стояк, соединенные разделительной колонкой и снабженные патрубками подвода и отвода хладагента и отвода масла, а также змеевиком, отличающийся тем, что ресивер снабжен дополнительным патрубком, конической перегородкой, патрубком с отбортовкой, кольцевыми перегородками с калиброванными кольцевыми зазорами, дополнительный патрубок размещен в стояке соосно по всей его длине с выходом в нижнюю часть корпуса, в нижней части корпуса установлена коническая перегородка с калиброванными кольцевыми зазорами к корпусу и дополнительному патрубку, под которой соосно стояку установлен патрубок с отбортовкой, обращенной вверх, с образованием аксиального кольцевого канала, верхняя часть которого по касательной соединена каналом с нижней частью разделительной колонки, змеевик установлен в нижней части стояка, а кольцевые перегородки размещены между ним и нижней частью патрубка с отбортовкой с образованием чередующихся каналов со стояком и дополнительным патрубком.