УСТАНОВКА ВАКУУМНОЙ ДЕАЭРАЦИИ ВОДЫ Российский патент 2003 года по МПК C02F1/20 C02F103/02 

Изобретение относится к технике дегазации воды и может быть использовано для удаления растворенных газов из воды в нефтяной, энергетической, пищевой и др. отраслях народного хозяйства.

Известны вакуумные деаэраторы, применяемые в энергетической промышленности и использующие способ термической деаэрации воды (см. И.А Труб, О.П. Литвин "Вакуумные деаэраторы", М., "Энергия", 1967 г.).

Известны установки вакуумной деаэрации воды, работающие по принципу так называемой "холодной" деаэрации (см. а.с. 1407503, 1458319, 1535833, кл. B 01 D 19/00).

Одна из них, известная из авторского свидетельства 1535833, кл B 01 D 19/00, от 09.03.88 г., принята за прототип.

Установка содержит дегазатор, выполненный в виде металлической колонны с патрубками подвода воды, отвода воды и газа. Внутри дегазатора размещены разбрызгиватель, насадка, регулятор уровня воды.

Установка включает откачивающее устройство, создающее разрежение в дегазаторе (вакуумный насос), а также насос, откачивающий воду из дегазатора.

Недостатком известной установки является низкая экономичность, обусловленная громоздкостью и металлоемкостью дегазатора-колонны, а также сложностью его конструкции (внутри колонны - разбрызгиватель, насадка, регулятор уровня и т.д.).

Большие габариты приводят к возможности разгерметизации, к необходимости постоянного контроля, т.е. дополнительным работам по поддержанию герметичности.

Кроме того, вертикальная конструкция дегазатора-колонны требует откачивающего насоса большой мощности, т.к. вся энергия подаваемой в дегазатор воды теряется.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание более экономичной, простой, компактной и эффективной установки.

Сущность изобретения состоит в том, что в известной установке вакуумной деаэрации воды, включающей дегазатор с патрубками подвода и отвода воды и газа, откачивающее устройство, создающее разрежение в дегазаторе, насос, откачивающий воду из дегазатора, согласно изобретению дегазатор выполнен в виде вихревого устройства, выходная часть которого имеет форму конфузора, переходящего по ходу движения воды в диффузор.

Предложенный дегазатор более простой по конструкции и более компактный, т. к. процесс дегазации происходит в нем более интенсивно. Это позволяет снизить мощность откачивающего насоса.

Новым является также то, что на входе в дегазатор установлено дополнительное вихревое устройство.

Это дополнительно интенсифицирует процесс дегазации, так как на вход основного дегазатора поступает смесь воды и выделившихся в дополнительном вихревом устройстве газов. Газы, имея малую плотность, энергично проталкиваются центробежными силами к центру дегазатора, что создает в нем бурный барботаж.

Кроме того, в предлагаемой установке между дегазатором и насосом, откачивающим из него воду, установлен дополнительный насос, выход которого с помощью рециркуляционного трубопровода соединен с входом дополнительного вихревого устройства.

Это повышает глубину деаэрации, т.к. рециркуляционный контур находится под давлением ниже атмосферного (под вакуумом), что приводит к увеличению времени пребывания дегазирующей воды под вакуумом.

На чертеже изображена схема установки вакуумной деаэрации воды.

Установка вакуумной деаэрации содержит дегазатор 1 с патрубками 2 и 3 подвода и отвода воды и патрубком 4 отвода газа, откачивающее устройство 5, создающее разрежение в дегазаторе 1, насос 6, откачивающий воду из дегазатора 1.

Дегазатор 1 выполнен в виде вихревого устройства, выходная часть которого имеет форму конфузора 7, переходящего по ходу движения воды в диффузор 8.

Установка содержит дополнительное вихревое устройство 9, установленное на входе в патрубок подвода 2 воды в дегазатор 1, и дополнительный насос 10, установленный между дегазатором 1 и насосом 6, откачивающим из него воду. Выход дополнительного насоса 10 с помощью рециркуляционного трубопровода 11 соединен с входом дополнительного вихревого устройства 9.

Установка работает следующим образом:
Деаэрируемая вода подается откачивающим устройством 5 через дополнительное вихревое устройство 9 и патрубок подвода воды 2 в вихревой дегазатор 1. При этом в дополнительном вихревом устройстве вследствие пониженного давления на периферии по сравнению с атмосферным и еще большего понижения давления в приосевой области происходит выделение из воды растворенных в ней газов. На вход 2 вихревого дегазатора 1 поступает смесь воды и выделившегося из нее в виде пузырьков газа. В вихревом дегазаторе 1 эта смесь закручивается, проходит через корпус и поступает в выходную часть, состоящую из конфузора 7 и диффузора 8. Под действием центробежных сил в центре дегазатора устанавливается глубокий вакуум (более 0,95•10⁵ Па) и из воды выделяется растворенный в ней газ. При этом из поступившей в дегазатор 1 газовоздушной смеси под действием центробежных сил пузырьки газа энергично вытесняются к центру, вызывая дополнительную турбулизацию воды, собирающейся на периферии вихревого дегазатора 1. Это интенсифицирует процесс дегазации. Газы, собравшиеся в центральной области вихревого дегазатора 1, удаляются из него откачивающим устройством 5 в атмосферу.

В выходной части дегазатора 1 благодаря диффузорной части 8 происходит преобразование кинетической энергии дегазированной воды в энергию давления. Это существенно снижает мощность откачивающего насоса 6, требующуюся для работы установки. В конфузорной части 7 выходного отсека происходит преобразование кинетической энергии вращающего движения воды в кинетическую энергию радиального движения, что обеспечивает безотрывное течение в диффузорной части 8 выходного отсека. В результате происходит эффективное преобразование кинетической энергии воды в энергию давления и соответствующее снижение мощности откачивающего насоса 6, на входе в который сохраняется небольшой вакуум.

Дополнительный насос 10 установлен для организации рециркуляционного течения по трубопроводу 11. При этом во всем рециркуляционном контуре, в который входят элементы 10, 11, 9, 2, 7, 8, 3, поддерживается вакуум (в разных элементах - разный).

Экономический эффект достигается благодаря применению в установке дегазатора принципиально иной конструкции, более простого, компактного, обеспечивающего прохождение процесса деаэрации в более интенсивном режиме.

Изобретение может быть использовано в нефтяной, энергетической, пищевой и др. отраслях. Установка содержит дегазатор, выполненный в виде вихревого устройства, выходная часть которого имеет форму конфузора, переходящего по ходу движения воды в диффузор. Дегазатор снабжен патрубком подвода воды и патрубками отвода воды и газа. Установка содержит создающее разрежение в дегазаторе откачивающее устройство и насос, откачивающий воду. На входе в дегазатор может быть установлено дополнительное вихревое устройство. Между дегазатором и насосом может быть установлен дополнительный насос, выход которого с помощью рециркуляционного трубопровода соединен с входом дополнительного вихревого устройства. Технический результат состоит в эффективном преобразовании кинетической энергии воды в энергию давления и соответствующем снижении требуемой мощности откачивающего насоса. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Установка вакуумной деаэрации воды, содержащая дегазатор с патрубками подвода и отвода воды и газа, откачивающее устройство, создающее разрежение в дегазаторе, насос, откачивающий воду из дегазатора, отличающаяся тем, что дегазатор выполнен в виде вихревого устройства, выходная часть которого имеет форму конфузора, переходящего по ходу движения воды в диффузор. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на входе в дегазатор установлено дополнительное вихревое устройство. 3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что между дегазатором и насосом, откачивающим из него воду, установлен дополнительный насос, выход которого с помощью рециркуляционного трубопровода соединен со входом дополнительного вихревого устройства.