СЕКЦИОННЫЙ ОТДЕЛИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ ДЛЯ АММИАЧНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК Российский патент 2000 года по МПК F25B43/02 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в промышленных аммиачных холодильных установках на предприятиях пищевой промышленности и в других отраслях промышленности, где используются аммиачное холодильное оборудование.

Известен отделитель жидкости для аммиачной холодильной установки, состоящий, как правило, из одного вертикального цилиндрического корпуса с приваренными к нему эллиптическими днищами, патрубками входа и выхода газообразного аммиака, подвода и слива жидкого холодильного агента, слива масла и другими мелкими вспомогательными патрубками и бобышками (1).

Недостатком этого аппарата является значительный наружный диаметр, что создает технологические трудности, связанные с необходимостью обеспечения заданной расчетной прочности и выполнения специфических требований эксплуатирующих и контролирующих органов по данному классу аппаратов, работающих под давлением.

Задача заявленного изобретения направлена на повышение надежности и безопасности эксплуатации как самих сосудов, так и холодильных установок, и объектов в целом, на улучшения технологических и прочностных экологических характеристик.

Секционный отделитель жидкости для аммиачных промышленных холодильных установок, содержащий вертикальные и горизонтальные трубные секции, соединенные между собой параллельно трубными коллекторами, отличающейся тем, что он состоит из унифицированных трубных секций, в том числе из труб с внутренним диаметром не более 152 мм, объединенных между собой коллекторами, причем одна из вертикальных секций является приемной для жидкого аммиака, а так же первичным отстойником масла и соединяется с другими секциями уравнительными патрубками, другая секция является основной для сбора жидкого аммиака и возврата его в испарительную систему, а каждая горизонтальная секция, устанавливаемая над вертикальной, снабжена теплообменником и имеет горизонтальный дырчатый или щелевой рассекатель имеющий накладные платики произвольной формы над выходными патрубками всех вертикальных секций.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый отделитель жидкости, состоящий из труб, в том числе с внутренним диаметром 152 мм и менее, отличается тем, что он состоит из основных вертикальных секций и дополнительных горизонтальных секций. Одна из вертикальных секций является приемной и кроме патрубков входа и двух патрубков выхода газообразного аммиака, загнутых вниз и к стенке, имеет патрубок перелива жидкого аммиака, расположенный ниже патрубка входа газообразного аммиака и патрубок слива масла первичного отстоя. Вторая вертикальная секция имеет кроме патрубка входа и двух патрубков выхода газообразного аммиака патрубок перелива жидкого аммиака из приемной секции и патрубок слива жидкого аммиака в третью секцию. Средняя третья вертикальная удлиненная секция, кроме патрубка входа и двух патрубков выхода газообразного аммиака, имеет также нижние патрубки приема жидкого аммиака из второй и четвертой секций и нижний патрубок возврата жидкого аммиака из данной секции, а значит, и из всего отделителя жидкости в испарительную систему. Четвертая вертикальная секция аналогична второй. Нижняя горизонтальная секция является входным паровым коллектором и соединяется со всеми четырьмя вертикальными секциями. Верхние горизонтальные секции являются выходными коллекторами, из которых два снабжены трубными змеевиками и отбойными плоскими рассекателями, расположенными вдоль горизонтальной оси с отверстиями круглой или произвольной формы и плоскими "пятаками", прикрепленными к рассекателям против входа газа из вертикальных секций.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие данное изобретение от прототипа не были выявлены, что обеспечивает заявленному техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен схематично отделитель жидкости;
на фиг. 2 - то же, вид сбоку;
на фиг. 3- то же, вид "А".

Описание в статике
Предлагаемый секционный отделитель жидкости для аммиачных промышленных холодильных установок содержит (блок) вертикальные трубные секции 1-4 и горизонтальные трубные секции 6-8, соединенные между собой параллельно трубными коллекторами, причем отделитель состоит из унифицированных трубных секций, в том числе из труб с внутренним диаметром не более 152 мм. Одна из вертикальных секций 1 является приемной для проходящего через змеевик теплообменника 9 жидкого аммиака из конденсатора, а также первичным отстойником масла и соединяется с другими секциями уравнительными трубками. Другая секция является основной для сбора жидкого аммиака и возврата его в испарительную систему. А каждая горизонтальная секция, устанавливаемая над вертикальной, снабжена теплообменником и имеет горизонтальный дырчатый или щелевой рассекатель 10, имеющий накладные платики 19 произвольной формы над выходными патрубки всех вертикальных секций. Секция 1 имеет переливной жидкостный патрубок 12 в секцию 2. Внизу секция 1 имеет спускной вентиль 13. Основная вертикальная секция имеет патрубки 14 и 15, которые соединяют ее с секциями 2 и 4. В нижней части секции 3 имеется патрубок 16 для выхода жидкого аммиака в испаритель.

Секционный отделитель жидкости работает следующим образом.

Парообразный аммиак в состоянии насыщения входит из испарителя в отделитель жидкости через горизонтальный коллектор 5 и распределяется на четыре вертикальные секции 1-4, где за счет поворота потока и резкого уменьшении скорости жидкая фаза выпадает из парообразной, опускается в нижнюю часть и через патрубки 12, 14, 15 попадает в вертикальную секцию 3, а далее через патрубок 16 возвращается в испаритель. Паровая фаза, освободившаяся от жидкости, поднимается вверх и поступает в горизонтальные секции б и 7, где перегревается на 4-5^oC за счет теплообмена с змеевиками 9 и равномерно распределяется по секциям 6 и 7 за счет перфорированных рассекателей, получая суммарную скорость, равную примерно 0,5 м/с и окончательно освобождается от жидкой фазы, которая стекает по стенкам в нижерасположенные вертикальные секции 1 - 4. Рассекатели представляют собой дырчатую или щелевую пластину, установленную по средней линии секций 6, 7 и закрепленную по краям. На рассекателях против выходных патрубков из вертикальных секций 1, 2, 3, 5 крепятся плоские квадратные "пятаки" размером, равным диаметру вышеуказанных патрубков, которые дополнительно отбивают в горизонтальном направлении выходящий пар из секций 1, 2, 3, 4, что способствует равномерному распределению пара в горизонтальном направлении и выравниванию скорости по всему объему горизонтальных секций 6 и 7. Жидкий аммиак из конденсатора с температурой и давлением конденсации поступает в нижний патрубок теплообменника 9, проходит змеевик и направляется в приемную секцию 1. Войдя в секцию 1 через изогнутый патрубок 11 жидкий аммиак отбивается от стенки трубы, освобождаясь от пара и частично от масла, которое стекает по стенке трубы вниз, образуя первый контур маслоотделения. По мере накопления масла в нижней зоне секции, оно периодически сливается через вентиль 13 в систему маслосбора. Отделившийся от масла жидкий аммиак через переливную трубу 12 поступает в секцию 2 и далее через колено 14 в основную секцию 3. В эту же секцию поступает жидкий аммиак через патрубок 15, отделившийся от пара в секции 4 и, собственно, в секции 3. Через патрубок 16 жидкий аммиак возвращается в испаритель. Через патрубки 17 и 18 подсоединяется система приборов контролирующих уровень жидкого аммиака в стояке 3.

Технический результат.

Это изобретение позволит вместо крупногабаритных, металлоемких, технологически сложных аппаратов использовать более простые технологически и менее габаритные секционные аппараты из тонкостенной стальной трубы в том числе с внутренним диаметром 152 мм и менее, что улучшит технологические, прочностные экологические характеристики, повысит надежность и безопасность эксплуатации как самих сосудов, так и холодильных установок и объектов в целом.

Литература
1. Покровский Н. К. "Холодильные машины и установки". - М.: Пищевая промышленность, 1969. - с. 123. - рис. 94(а).

В изобретении отделитель жидкости вместо единого, но крупногабаритного сосуда состоит из блока вертикальных и горизонтальных секций, выполненных из труб, в том числе с внутренним диаметром 152 мм и менее, соединенных между собой уравнительными патрубками. Одна из вертикальных секций является приемной для жидкого аммиака, а другая является основной и обеспечивает также возврат жидкого аммиака в испарительную систему. Горизонтальные секции, установленные над вертикальными, снабжены трубчатыми теплообменниками, что обеспечивает подсушивание паров аммиака за счет переохлаждения жидкого аммиака, и пластинчатыми рассекателями, имеющими отверстия или щели для равномерного распределения пара в горизонтальном направлении и накладные платики произвольной формы, расположенные над выходными патрубками всех вертикальных секций. Использование изобретения позволит повысить эффективность отделения паров аммиака от жидкой фазы и от масла на линиях всасывания аммиачных компрессоров. 3 ил.

Отделитель жидкости для аммиачных промышленных холодильных установок, содержащий вертикальную трубную секцию, отличающийся тем, что он снабжен горизонтальными трубными секциями и дополнительными вертикальными трубными секциями, при этом каждая секция выполнена унифицированной из труб с внутренним диаметром не более 152 мм, объединенных между собой параллельно трубными коллекторами, причем одна из вертикальных секций является приемной для жидкого аммиака, а также первичным отстойником масла и соединена с другими секциями уравнительными патрубками, другая секция является основной для сбора жидкого аммиака и возврата его в испарительную систему, а каждая горизонтальная секция, устанавливаемая над вертикальной, снабжена теплообменником и горизонтальным дырчатым или щелевым рассекателем, имеющим накладные платики произвольной формы над входными патрубками всех вертикальных секций.