ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДЕАЭРАТОР Российский патент 2005 года по МПК C02F1/20 C02F103/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для деаэрации питательной, подпиточной и сетевой воды.

Известно устройство циклонного деаэратора (Патент RU 2102329 С1), содержащего цилиндрический корпус, размещенный вертикально с патрубками для подвода нагретой деаэрируемой воды, расположенными в его верхней части тангенциально, и воронкой с патрубком слива деаэрированной воды в нижней части корпуса с трубой выпара, установленной соосно внутри корпуса с выходным фланцем в верхнем конце трубы, и спрямляющие лопатки, размещенные в патрубке слива.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) может быть принят центробежный кавитационный деаэратор нагретой воды ДКЦ 7-01 (НПФ “АС-ТЕК” г.Челябинск. Паспорт 1991 г.), также содержащий цилиндрический корпус, который может располагаться и горизонтально, и вертикально, и наклонно, завихритель, установленный внутри корпуса на входе деаэрируемой воды, трубу выпара установленную соосно внутри корпуса.

Основным недостатком известных устройств является унос (уход) деаэрируемой воды через трубу выпара (захлебывание) деаэратора и соответственно прекращение деаэрации.

Вторым не менее важным недостатком вакуумных деаэраторов любого типа является то, что вода на выходе из деаэратора находится под разрежением и необходимы дорогостоящие сооружения для приведения ее к атмосферному давлению.

Предлагаемая конструкция центробежного деаэратора практически исключает унос воды через трубу выпара и стабильно удерживает внутреннюю полость (каверну), заполненную парогазовой смесью.

В зависимости от нагретости деаэрируемой воды эта парогазовая смесь может сама выходить по трубе выпара в атмосферу (атмосферный режим), а при температурах ниже 100°С до 50°С парогазовая смесь отсасывается каким-либо вакуумным насосом, например водяным элеватором (вакуумный режим).

При вакуумном режиме величина разрежения в полости должна обеспечивать поверхностное вскипание слоя деаэрируемой воды.

Деаэрированная вода на выходе из деаэратора независимо от величины разрежения при вакуумном режиме имеет давление, превышающее атмосферное.

Конструкция центробежного деаэратора поясняется чертежом.

Центробежный деаэратор состоит из: цилиндрического корпуса 1, размещенного в любом положении; завихрителя 2, представляющего из себя тело вращения со спирально навитыми ребрами и закрепленного на входе деаэрируемой воды в корпус 1.

На экспериментально определенном расстоянии от завихрителя 2 внутри корпуса 1 установлено тело вращения 3, которое своей наружной поверхностью внутри цилиндрического корпуса 1 образует сопло, сначала сужающееся до минимального кольцевого зазора, на 1-2 мм большего, чем зазор между корпусом 1, и завихрителем 2, затем плавно расширяющегося.

Продолжением тела вращения 3 является труба выпара 4, расположенная соосно с цилиндрическим корпусом и выведенная через отвод 5.

На некотором расстоянии от тела вращения 3 установлены спрямляющие лопатки 6.

Устройство работает следующим образом.

Деаэрируемая нагретая вода поступает в деаэратор с избыточным давлением 2,5-3 кг/см², продавливается через зазор между телом завихрителя 2 и корпусом 1 по каналам, образованным спиралями завихрителя, и раскручивается.

Скорость продавленной воды 12-15 м/сек при осевой составляющей (вдоль оси корпуса) 1-3 м/сек. Струи из завихрителя 2 движущиеся по спирали образуют общий слой движущейся продольно деаэрируемой воды, прижатый центробежными силами к внутренней стенке цилиндрического корпуса 1.

Этот слой проходит вдоль корпуса до спрямляющих лопаток 6, проходя минимальный зазор “сопла”, образованный корпусом 1 и телом 3.

На спрямляющих лопатках гасится окружная скорость слоя и происходит частичное восстановление давления. Образуется обратный завихренный поток, но слой вновь поступающей “закрученной” воды не позволяет обратному завихренному потоку пройти минимальный зазор “сопла”.

Таким образом, на участке между завихрителем 2 и телом 3 образуется устойчивая полость внутри быстро вращающихся и перемешивающихся струй в кольцевом слое деаэрируемой воды.

В образовавшуюся полость за счет различных физических процессов: термического вскипания, искусственного поля тяжести, сепарации, кавитации, и выделяется парогазовая смесь, которая отводится через трубу выпара.

Эксперименты показали устойчивость наличия полости при атмосферном давлении и при разрежении до 0,2 абс. атм. Гидроударов не наблюдалось. Предлагаемая конструкция центробежного деаэратора обеспечивает деаэрацию воды до остаточного содержания кислорода 20-50 мкт/л, углекислота удаляется полностью.

Изобретение относится к установкам термической деаэрации воды. Устройство содержит цилиндрический корпус, завихритель, укрепленный на входе в деаэратор, трубу выпара, началом которой внутри корпуса является полое тело вращения, наружная поверхность которого вместе с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса образует сопло с сужающейся до минимального сечения и далее расширяющейся частью. Спрямляющие лопатки укреплены продольно на трубе выпара. Технический результат состоит в исключении уноса воды через выпарное устройство, и восстановлении давления деаэрированной воды на выходе из деаэратора до величины, превышающей атмосферное. 1 ил.

Центробежный деаэратор, содержащий цилиндрический корпус, завихритель в виде тела вращения со спиральными направляющими ребрами, закрепленный на входе в деаэратор, трубу выпара, установленную соосно внутри корпуса, отличающийся тем, что он снабжен полым телом вращения, являющимся началом трубы выпара, наружная поверхность которого образует с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса сопло для отвода деаэрированной воды, сужающееся до минимального кольцевого зазора и далее расширяющееся, на трубе выпара продольно закреплены спрямляющие лопатки, а скорость потока деаэрируемой воды на выходе из завихрителя составляет 12-15 м/с при осевой составляющей скорости 1-3 м/с.