Дегазатор жидкости Советский патент 1988 года по МПК B01D19/00 

О5 00

со

Изобретение относится к области кондиционирования жидкостей и может быть использовано для осун1ествления процесса разьединения питательной жидкости и со- де)жа1цихся в ней га юв, например, т)ансфор- маторнсно масла д. 1Я охлаждения электрических KaiyiHeK.

) изоГ)11етения яв,1яегся повьпнение ;)(})фекгивнос1 и и уменьшение энергозатрат.

На фи . 1 изоПражен дегазатор жидкости, раз)ез; на фнг. 2 то же, внд верху; fia фнг. 3 система ох.лаждения электрических кагушек де азированным прансформа- торным мас,1ом.

Дегазатор содержиг вергикал1 ньи1 ци- лнидрический корнчс I, гангенниальные входной 2 н вьгход11(Л1 . , газовывод- нук) трубку 4, входной Г) н выходной ( конические диффузоры с углом при и соп,1О 7, установ, 1енное неред входным патрубком.

(д|стема ох, 1аждения содержит (фиг. 3) наконите,1ьный бак 8, гидронасос 9, теплообменник 10, фи,тьтр 11, байпас 12, электрическую катуп1ку 13 и рен1етку 14. 71иф(})узо- ры соединены с корпусом тангенциально, причем нходно11 в нижней его части, а выходной - в верхней. Отверетия диффузоров, расноложенньгх на корпусе, имеют одинаковые диаметры, равные 2 диаметрам выходного сечения сопла. Входной диффузор и СОН.10 соединяются между собой входным патрубком с диаметром, равным диаметру выхода сопла, а газовыводная трубка внедряется но оси в верхнюю часть цилиндра на величину 1 13 диаметра отверстия диффузора на цилиндре.

Осевая трубка введена с целью выхода из сеиарирующего цилиндра газа или смеси газ - жидкость. Осевое раеположение трубки обеспечиваег совмещение ее с газовым жгутом, сун1ествуюн1ем в вертика, 1ь- ном цилиндре, а внедрение ее в верхнюю часть цилиндра, т.е. со стороны выхода жидкости, на ве.тичнну 1 1,3 диаметра отверстия диффузора на цилиндре предотвращает попадание газа н выводной ноток дегазированной жидкости. Это обеспечивает полный отвод отде,1ьного газа.

Сочетание выходного и входного диффузоров с углами при верщнне 12°, отверстий диффузоров на цилиндре одинаковых и равных -2 диаметрам выходного сечения сопла и корпуса с радиусом 1 2 диаметра выходного отверстия входного диффузора определяют высокий КПД преобразования давлений и со1 тасова}|ное течение жидкости в дегазаторе, что позволяет снизить энергозатраты.

Тангенциал1)Ное соединение диlf)фузоров с цилиндром радиусом 1 2 диаметра отверстия диффузора на цилиндре вынолнено с целью создания в цилиндре эффективного вихревого нотока, т.е. создания дополнительною силового ноля, меньн1аю1цего

0

время вытеснения пузырьков газа из жидкости, что, в конечном итоге, позволяет значительно yMenbnjHTb габариты дегазатора.

Дегазатор работает следующим образом. Жидкость, содержащая газ, через напорную трубу подводится к соплу 7. Течение жидкости в сопле 7 сопровождается увеличением скорости, а следовательно, снижением давления потока, который через патрубок 2 и входной диффузор 5 тангенциально подводится у дна к корпусу 1. Наличие конического диффузора 5 с углом при вершине влечет снижение давления в узком месте, а следовательно, увеличение

5 скорости и расхода жидкости через такую структуру.

В узком месте этой структуры абсолютное давление жидкости снижается до уровня, при котором начинается интенсивное выделение растворенных в ней газов. Дли(1 на патрубка 2 определяет время воздействия сниженного давления на жидкость. Поскольку газ выделяется из жидкости интенсивней, чем растворяется в ней, за патрубком 2 ноток состоит уже из смеси пузырьf ков и десорбированной жидкости. Такой двухфазный поток подводится тангенциально к корпусу, в результате чего возникает вращение образовавщейся смеси, которая движется по винтовым линиями тока. Газовые пузыри под влиянием возникщего силь0 ного поля давлений быстро вытесняются из жидкости и, двигаясь к центру и вверх, образуют но оси камеры газовый или пенный жгут. Газ или смесь газ - жидкость под действием избыточного давления, существующего в жгуте, выводится через трубj ку 4. Дегазированная жидкость выводится в верхней части корпуса тангенциально через выходной диффузор 6, где скорость потока надает, и в выходном патрубке 3 в зависимости от его диаметра стаповится равной или меньще скорости в диффузоре. Для иск0 дючения затягивания жгута пузырей выходным потоком трубка 4 опускается на несколько миллиметров ниже отверстия выходного диффузора 6.

Применение конического диффузора с

г углом раскрытия 12° определяет высокий Кпд преобразования давления, кроме того, в таком диффузоре образуются профили скоростей, выгодные для течения в вихревой камере. Расчеты и макетные испытания показали, что для согласования течений в

2 диффузоре и в вихревой камере радиус корпуса должен быть равным I-2 диаметрам выходного отверстия входного диффузора. Уменьщение этого соотнощения 1 ведет к потере вихреобразования, а увеличение S2 к уменьшению интенсивности вращения вих5 ря и неоправданному увеличению габаритов.

Макетные испытания показали, что при

развитой кавитации в сопле уменьщение

предложенного соотнощения диаметров отверстий диффузоров и выхода сопата, до 1,2-1,3 приводит к срыву вихревого движения. При этом давление на входе дегазатора изменяется в пределах 1,2-2,4 ати. Срыв вихреобразования объсняется сущест- вованием в потоке в большем количестве еще больших паровоздушных каверн, которые нарушают сплошное течение. Такое явление хорошо видно на прозрачном макете. При соотношении 2 эти явления полностью прекращаются. Дальнейшее увеличение этого соотношения уменьшает скорость вихревого враш.ения, т.е. интенсивность вытеснения газа к оси цилиндра, а также увеличивает габариты дегазатора из-за увеличения диаметра отверстия на цилиндре.

Вместо круглых сечений - сопла, патрубка и диффузора можно использовать гидравлически подобные прямоугольные сечения.

Коэффициент сопротивления диффузора имеет наименьшие значения при величине угла 12°.

Система с дегазатором работает следующим образом.

Масло из накопительного бака 8 подается насосом 9 в теплообменник 10, фильтр 11, байпас 12 и корпус 1 дегазатора.

Из дегазатора масло, отделенное от воздуха, подводится к катушке 13 и сливается обратно в накопительный бак 8, а отделенный воздух в смеси с маслом через осевую

0

трубку 4 отводится в отделенную решеткой 14 часть бака, где отсоединяется от масла и выходит из бака. Для проверки работоспособности устройства проведены макетные испытания. Уровень дегазации трансформаторного масла 95%.

Формула изобретения

Дегазатор жидкости, включающий вертикальный цилиндрический корпус, тангенциальные входной и выходной патрубки, размещенные соответственно в нижней и в верхней частях корпуса, осевую газовыводную трубку, отличающийся тем, что, с целью

5 повыщения эффективности и уменьшения энергозатрат, дегазатор снабжен входным и выходным коническими диффузорами с уг. юм при вершине :S12°, соединенными с входным и выходным патрубками, и соплом, установленным перед входным патрубком,

0 при этом корпус выполнен с радиусом, равным 1-2 диаметрам выходного отверстия входного диффузора, диаметр выходного отверстия нижнего диффузора равен диаметру входного отверстия верхнего диффузо, ра и равен 2 диаметрам выхода сопла, газовыводная трубка размещена в верхней части корпуса на глубине 1 -1,3 диаметра входного отверстия верхнего диффузора, а диаметр входного патрубка равен диаметру выхода сопла.

Изобретение относится к дегазаторам жидкости и може.т применяться в любых отраслях нромышленности. Целью изобретения является 11овын1ение эффективности и уменыиение энергозатрат. Устройство содержит сопло с десорбционной трубой, сепарирующий цилиндр (циклон), газовыводную осевую трубку и входной и выходной диффузоры. Устройство выполнено с соблюдением экспериментально установленных соотношений между отдельными элементами. 3 ил.

Фи2.1

I l 2

Фаг.