Вихревая камера Советский патент 1985 года по МПК B04C5/08 

Изобретение относится к вихревым устройствам и может быть использовано в химической технологии в качестве реактора с центробежным кипящим слоем, а также в ядерной энергетике в качестве реакторов с тепловым и быстрым спектром нейтронов. Известна вихревая камера, содержащая ресивер,.цилиндрический направляющий аппарат, реакционную зону, торцовые крышки, входной и выходной патрубки 1. Недостатками известной вихревой камеры являются: интенсивный износ направляющего аппарата и частиц вследствие их взаимодействия при вращении слоя; больщие, гидравлические потери на преодоление сил трения. Известна вихревая камера, содержащая ресивер, цилиндрический направляющий аппарат, реакционную зону, торцовые крышки, входной и выходной патрубки, сетку с лопатками, наклонно установленными на ее внутренней стороне 2. Недостатки данной вихревой камеры - неравномерная пассивация катализатора в случае применения вихревой камеры в качестве каталитического реактора; неравномерное поле скоростей по окружности приводит к высокому гидравлическому сопротивлению камеры, так как наклонно установленные лопатки внутри реакционной зоны препятствуют равномерному движению реагентов в радиальном направлении и весь расход реагентов осуществляется вдоль внутренней поверхности лопатки (ближайшей к сетке), внешняя сторона лопатки находится в зоне отрыва потока; низкая надежность вихревой камеры, так как в момент запуска частицы могут заполнить межлопаточное пространство только в одной части камеры и в данном случае выровнять толщину слоя по окружности невозможно, вследствие чего возникает перекос сетки и даже поломка; при попадании продуктов эрозии катализатора между лопаткой и торцовой стенкой вращение замедляется или прекращается, весь катализатор выносится из реакционной зоны Наиболее близкой к изобретению по технической сути и достигаемому эффекту является и вихревая камера, содержащая ресивер,цилиндрический направляющий аппарат, реакционную зону, торцовые крышки, входной и выходной патрубки, подвижную сетку, установленную внутри направляющего аппарата. Сетка, установленная внутри направляющего аппарата, предохраняет частицы от трения о направляющий аппарат 3. Недостатками указанной вихревой камеры являются вынос частиц при запуске камеры вследствие действия сил Магнуса и выносящих аэродинамических сил; эрозия частиц и сетки вследствие наличия их относительного движения при запуске камеры; эрозия направляющего аппарата и сетки из-за наличия контакта между ними при переменной толщине слоя по радиусу; повыщенные энергетические затраты камеры вследствие малого проходного сечения сетки и значительные затраты энергии на вращение сетки за счет ее взаимодействия с вращающимся слоем (низкий КПД); деформация сетки при стационарной работе аппарата под действием вибро- или ударных нагрузок. Цель изобретения - повышение надежности и снижения энергетических затрат камеры. Указанная цель достигается тем, что в вихревой камере, содержащей корпус с торцовыми крыщками, ресивер, цилиндрический направляющий аппарат, цилиндрическую подвижную сетку и технологические патрубки, подвижная сетка снабжена установленными снаружи изогнутыми лопатками и закрепленными изнутри кольцевыми ребрами жесткости. На фиг. 1 изображена вихревая камера (разрез Б-Б на фиг. 2); на фиг. 2 - разрез на фиг. 1. Камера состоит из ресивера 1, цилиндрического направляющего аппарата 2 , сетки 3 с ребрами жесткости 4, турбинного колеса 5,реакционной зоны 6, торцовых крышек 7, входного патрубка 8, выходного патрубка 9. Реакционная зона 6 камеры ограничена торцовыми крышками 7 и направляющим аппаратом 2 и размещена внутри герметизированного кожуха 10. Выполненный в виде улитки герметизированный кожух 10 соединен с входным патрубком 8. Выходной патрубок 9 размещен на торцовой крышке 7. Пористая сетка 3,снабженная.с внешней стороны изогнутыми лопатками 5 и ребрами жесткости 4 кольцевой формы,размещена в реакционной зоне 6 у направляющего аппарата 2 Вихревая камера работает следующим образом.,, Реагент (жидкость или газ) подается под давлением в ресивер 1 и далее через направляющий аппарат 2, изогнутые лопатки турбинного колеса 5, подвижную сетку 3 в реакционную зону 6 камеры. Необходимая степень закрутки газа создается наклоном щелей направляющего аппарата 2. Реагент удаляется из реакционной зоны 6 камеры через выходной патрубок 9 в верхней торцовой крышке 7. Суммарное воздействие лопаток турбинного колеса и ребер жесткости на сетку позволяет увеличить ее проходное сечение по сравнению с прототипом на 20-30% и в конечном счете довести до 70-80% в зависимости от радиуса камеры. Предлагаемая вихревая камера имеет следующие преимущества и применение изобретения дает следующий технико-экономический эффект: снижаются суммарные энергетические затраты в вихревой камере на 30%; снижается истирание частиц на 10%; исключен износ направляющего аппарата; устраняется вынос частиц из реакционной

зоны вихревой камеры и обеспечивается устойчивость вихревого слоя-в момент ее запуска, что повышает надежность предлагаемой вихревой камеры.

ВИХРЕВАЯ КАМЕРА, содержащая корпус с торцовыми крышками, ресивер, цилиндрический направляющий аппа-рат, цилиндрическую подвижную сетку и технологические патрубки, отличающаяся тем, что, сцелью повышения надежности и снижения энергетических затрат, подвижная сетка снабжена установленными снаружи изогнутыми лопатками и закрепленными изнутри кольцевыми ребрами жесткости.

L