Сублимационный конденсатор Советский патент 1985 года по МПК F25B39/04 F26B5/06 

Изобретение относится к сублимационной технике, к конструкциям сублимационных конденсаторов.

Цель изобретения - повышение производительности.

На фиг. 1 изображен сублимационный конденсатор, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - структура формирования рабочей поверхности конденсатора; на фиг. 4 - схема внутренних соединений змеевиков.

Сублимационный конденсатор содержит корпус 1 с патрубком 2 ввода откачиваемой среды и съемную крышку 3 с патрубком 4 вывода откачиваемой среды. На крышке 3 укреплена активная часть конденсатора, состояшая из змеевиков 5-8, центрального коллекторного ввода 9 подачи и отвода хладагента, экрана 10, направляющих теплоизолирующих вставок 11 и плоскоконической перегородки 12, при этом перегородкой и стенками крышки 3 образован вакуумный объем 13. Конденсатор оснащен трубой 14 для подачи горячей воды и пара, системой дренажа 15 и смотровыми окнами 16. На вводе 9 установлен патрубок 17 для подачи хладагента, соединенный со змеевиками 5-8 соответственно патрубками 18-21 и патрубок 22 для отвода хладагента, соединенный со змеевиками 5-8 соответственно патрубками 23-26

Структура формирования змеевиков внутри объема аппарата основана на следующих соотношениях (взятых из сторон треугольников АВД и ABC на фиг. 3): величина смещения змеевиков 1 1,25-1,3d; шаг приближения смежных змеевиков .76-l,8d; шаг спиральной навивки змеевиков t 3-3,5d, где d - диаметр труб змеевиков.

Размеры взяты с таким расчетом, что конденсирующийся на витках смежных спиральных змеевиков слой десублимата образует между ними перемычки величиной 2 где ff- толщина слоя десублимата на поверхности конденсации, и тем самым обеспечивается упорядоченное прохождение основной части потока только внутри кольцевых конических каналов.

Кольцевые конические каналы расположены к оси конденсатора под углом 40-45°, так как при углах 45° за счет возрастания гидродинамического сопротивления входу потока в конические

каналы ухудшается равномерность конденсации на трубных батареях, а при углах 40° конденсация ухудшается за счет уменьшения проходных сечений каналов. Центральный угол оС, образованный в поперечном сечении профилями каналов и характеризующий насыщенность объема конденсата поверхностями конденсации и сопротивление потоку, выбран в пределах 20-30°, так как при углах ot 20° уменьшается насыщенность объема поверхностями конденсации, что снижает эффективность работы конденсатора, а при углах с..30° с увеличением насыщенности увеличивается лобовое сопротивление потоку

J на входе в зону конденсации, которое приводит к забиванию десублиматом проходных сечений каналов уже в начале зоны конденсации.

Сублимационный конденсатор работает следующим образом.

0 Откачиваемый поток парогазовой смеси через входной патрубок 2 попадает в объем аппарата, где расширяется за счет увеличения сечения в объеме аппарата и вторично расширяется, разделяясь на потоки

, в кольцевых конических трубных каналах рабочей поверхности змеевиков 5-8 за счет подпора, создаваемого плоско-конической направляющей перегородкой 12. При этом поток постоянно конденсируется, взаимодействуя с рабочей поверхностью

0 конденсатора при поперечном омывании змеевикбв. Ввиду того, что ближние к входу трубы и наружная часть трубных каналов быстрее покрываются слоем десублимата, между витками смежных спиральных змеевиков образуются перемычки, потоки парогазовой смеси смещаются и конденсируются в глубине объема по длине аппарата и внутри трубных каналов в зоне с большей плотностью укладки змеевиков на единице длины аппарата. Тем самым компенсируетQ ся потеря в отработавщей поверхности змеевиков, покрытой слоем десублимата, и исключается проскок паров влаги. Неконденсирующиеся газы проходят вдоль экрана 10 и через кольцевой зазор между перегородкой 12 и крышкой 3 попадают в

5 промежуточный вакуумный объем 13, откуда откачиваются насосной установкой (не показана) через патрубок 4. Промежуточный вакуумный объем 13 обеспечивает равномерность откачивания неконденсирующихся газов.

СУБЛИМАЦИОННЫЙ КОНДЕН САТОР, содержаший корпус с крышкой и патрубками ввода и вывода откачиваемой среды и хладагента. размеш,енные в корпусе охлаждаемые трубные батареи и отбойник, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, трубные батареи выполнены в виде концентричных спиральных змеевиков, образующих между собой кольцевые конические каналы и ступенчато смеш,енных навстречу входу откачиваемой среды с образованием центрального конуса, патрубки ввода и вывода хладагента выполнены в виде коаксиального коллекторного ввода, укрепленного по центру крышки конденсатора, а отбойник выполнен плоскоконическим и закреплен на коллекторном вводе.

75

фиг.

2«