Устройство выброса газа из криогенной установки Советский патент 1991 года по МПК G01M9/00 

4 4 -Ч

1А47061

; Изобретение относится к экспери- :ментальной аэродинамике и может быть « использовано в конструкциях криоген- аэродинамических установок с

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристидс путем расширения диапазона рабочих режимов и поаьтения эффективности. : На фиг.1 приведено устройство jO Bbidpocd Tsaa из криогенной установ - разрез на фиг.1.

Устройство содержит вьпшопй гго ; трубу t с воздухозаборньсм конусом 2, основной трубопровод 3 сбрасываемого 15 гаэа.с дросселем 4, дополнительный трубопровод 5 сбрасьшаемого газа с дросселем 6, у дополнительного тру бопровода 5.концевая часть расположе|На внутри. соосно с концевой частью , 20 основного трубопровода 3. К основному трубопроводу 3 примьпсает трубопро. вод 7 нагнетаемого воздуха с воздуходувкой 8 и йоздухозаборным устрой- . ств.ом 9« На выходе из основного тру- 25 бопроврда 3 установлен смеситель lOj вклктчаждий корпус 11. с суживающимся соплом 12 на выходе и перфорирован- - ную насадку 13, размещенную изнутри корпуса 11 и разделяющую полость 30 смесителя на две концентрические полости Кроме того, основной трубопровод 3 имеет трубогфовод 14 для аварийного сброса газа и гаумоглуширой Т ss 240 К) проходит через др св,пь 4 и шумоглушитель 15 и втек в смеситель 10, где к газу с опа ной концентрацией азота подмешив ется поток воздуха, нагнетаемого трубопроводу 7 воздуходувкой 8 и атмосферы через воздухозаборное ройство 9. Смесь газов через соп 12 истекает в выхлопную трубу 1, сасывая дополнительную массу воз ка из атмосферы через воздухозаб ный конус 2, обогащаясь при этом лородом .до необходимого безопас го уровня. Регенераторы холода п очередно переключаются со сброса за из криогенной трубы на подачу в нее воздуха из газгольдеров, т как запас холода в них должен по держиваться на постоянном уровне

Однако вследствие того, что с сьшаемое из криогенной аэродинам ской трубы на стационарном режим количество газа превьшает подава в.нее из газгольдеров на величин расхода жидкого азота, впрыскива {ГО в трубу, то, чтобы не переохл дять регенераторы, часть газа не ходимо сбрасывать, минуя регенар ры, отделяя ее от основного пото дросселем 6, При этом газ через ш моглушитель 16 в криогенном исп нении и дополнительный трубопров 5 вытекает в выхлопную трубу 1,

тель 15, а дополнительный трубопровод,, сасывая атмосферный воздух через

:. . Hn4nVTrn4afinT MbTU тглыггг 9 Пптшпач

4- гаумоглущитель 16.

Устройство выброса газа кз криогенной установки с опасным для окружающей среды избыточным содержанием азота работает следующим образом 40 , Основной трубопровод 3 сбрасываемого газа присоединяется к камере давления, окружающей рабочую чаете .. трубы а дополните ьный трубопровод

5сбрасываемого rasa подключается . j Rsспециальной камере сброса, охватывающей кольцом обратный канал-, aspo- динш«1ческой трубы .перед форкамерой. Сброс газа ка станциояарном режиме осуществляется через основной урубо

, провод 3 КЗ камеры дааления ито . :собс гвувт значительной экономии жад КОГО азота охлаждающего рабочий.. :Газ в трубе, до криогенной темпера- . туры На криогенйом режиме рабс;ш аэродинанической трубы этот поток |газа (чистый азот шзн его смесь е воздухом) проходит через регекерато- ш -холода и уже тепльм (с температуSS

воздухозаборный конус 2. Дополни тельный трубопровод 5 использует - также для сброса газ а из камеры сброса при нестационарных режимах для уменьшения давления в форкам трубы. При этом исключается влия этого дополнятельного потока газ режим сброса газа из камеры давле ния и связаниун) с этим скорость в рабочей -jaCTH трубы. Кроме того доиолнйтельный трубопровод 5 испо зуется, когда расход сбрасываемог газа сильно уменьшается (в 200 р по сравнению и максимальным. на к рый рассчитана геометрия эжектора которым является устройство выбро газа . . .

.

Сброс газа через дополнительнь трубопровод 5 малого сечения обес «jHsae-r увзличенне скорости до вел чины, достаточной доя эжектирован необходимого количества воздуха и -атмосферы при зыбуаиньаг ограничении производительности и МОЩНОСТИ воз

рой Т ss 240 К) проходит через дрос- св,пь 4 и шумоглушитель 15 и втекает в смеситель 10, где к газу с опасной концентрацией азота подмешивается поток воздуха, нагнетаемого по трубопроводу 7 воздуходувкой 8 из атмосферы через воздухозаборное устройство 9. Смесь газов через сопло.. 12 истекает в выхлопную трубу 1, за сасывая дополнительную массу возду-. ка из атмосферы через воздухозаборный конус 2, обогащаясь при этом кислородом .до необходимого безопасного уровня. Регенераторы холода поочередно переключаются со сброса газа из криогенной трубы на подачу в нее воздуха из газгольдеров, так как запас холода в них должен поддерживаться на постоянном уровне.

Однако вследствие того, что сбра сьшаемое из криогенной аэродинамичв - ской трубы на стационарном режиме. количество газа превьшает подаваемо§ в.нее из газгольдеров на величину расхода жидкого азота, впрыскиваемо {ГО в трубу, то, чтобы не переохла дять регенераторы, часть газа необходимо сбрасывать, минуя регенарато ры, отделяя ее от основного потока дросселем 6, При этом газ через шу-. моглушитель 16 в криогенном исполнении и дополнительный трубопровод 5 вытекает в выхлопную трубу 1, подсасывая атмосферный воздух через

Hn4nVTrn4afinT MbTU тглыггг 9 Пптшпач

воздухозаборный конус 2. Дополнительный трубопровод 5 используется - также для сброса газ а из камеры сброса при нестационарных режимах: , для уменьшения давления в форкамере трубы. При этом исключается влияние этого дополнятельного потока газа на режим сброса газа из камеры давления и связаниун) с этим скорость газа в рабочей -jaCTH трубы. Кроме того доиолнйтельный трубопровод 5 исполь- зуется, когда расход сбрасываемого газа сильно уменьшается (в 200 раз) по сравнению и максимальным. на кото- рый рассчитана геометрия эжектора.. которым является устройство выброса газа . . .

. .

Сброс газа через дополнительньтй ; трубопровод 5 малого сечения обеспе- «jHsae-r увзличенне скорости до вели- чины, достаточной доя эжектирован1 я необходимого количества воздуха из -атмосферы при зыбуаиньаг ограничении производительности и МОЩНОСТИ воздуходувки 8. Эти режимы выброса газа имеют место при работе криогенной трубы с малыми величинами скорости газа в рабочей части и давления в форкамере. . : .

Наличие в устройстве выброса laaa дополнительного трубопровода сбрасываемого газа к смесителя позволяет . повысить эффективность работы уст- ройства в широком диапазоне режимов :работы криогенной аэродинамической трубы и выброса газа:.

При больших расходах сбрасываемо- го чистого азота через основной трубопровод произйодительиость воздухо- водувки .не превышает 45% от расхода

сбрасьшаемого Азота, это обеспечива- ет..вместе с эжектируемым воздухом до статочное для безопасности дыхания соотношение воздуха и азота 2:1 При сбросе азота через дополнительный трубопровод с относительной скоростью истечения Л ; 0,35 эжектируется двух кратное количество атмосферного возг духа без использования воздуходувки. При пдралпельном сбросе газа через

:трубопроводы в любом соотношении управление этими потоками независимо. При расходе сбрасываемого азота от 200 до 1000 раз меньшем наксимально- : го расчетного расхода сбрасываемого таза (воздухоазотной смеси) обеспечивается безопасное соотношение возду. . .

ха и азота в выбрасываемой Ьмеси на выходе из вьпслопной трубы.

Формула изобретения

Устройство выброса газа из криогенной установки, содержащее выхлопную трубу с воэдухозаборным конусом оснойной трубопровод сбрасываемого газа и трубопровод нагнетаемого возг духа, отличающееся тем, что, с целью улучшения зксплуатаци онных характеристик путем расширения диапазона рабочих ренямов и повышения эффективности,.оно снабжено до- полнительнь м трубопроводом сбрасываемого газа и смесителем, при этом смеситель выполнен в вида цилиндри- . веского корпуса с сужающимся соплом на выходе и перфо1)ированн6й.насадки,; установленной в корпусе и разделяю- : , щей его на две концентрические, поло-.. сти, причем насадка состыкована с . кольцевой частью основного трубопровода сбрасываемого газа, полость ; между насадкой и корпусом соединенна с трубопроводом нагнетаемого возду- : ха, а Концевая часть дополнйтельногр трубопровода сбрасываемого гдза ус- , тановлена внутри и соосно с. концевой частью основного трубопровода так |j что ее выход и выход сопла смесителя- совмещены с входом в вьпшопную трубу.. ..-, . : -

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано в конструкциях криогенных аэродинамических уста- копок. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик путем расширения диапазона рабочих режимов и повышения эффективности. Для этого устройство жено дополнительным трубопроводом 5 сбрасываемого газа и смесителем 10 при этом смеситель 10 выполнен в виде цилиндрического корпуса 1.1 с суживающимся соплом 12 на.выходе и перфорированной насадки 13, установленной в корпусе 11 и разделяющей его на две концентрические по- лостя, причем насадка 13 является продоляением основного трубопровода 3 сбрасываемого газа, полость .мевду насадкой 13 и корпусом 11 соединена с трубопроводом 7 нагнетаемого воздуха, а концевая часть дополнительного трубопровода 5 сбрасьтв- : емого газа установлена соосно внутри концевЫ части основного трубо- . провода 3 так, что ее выход и сопло смесителя совмещены с входом в вы- хлопнута трубу 1. 2 ил. сл

ЙГ JL ffs квщш

ffs Kaftspti Заблетга fssfMpffofojHt

-ossi.

ФиЩ

fl3 KOftSffif KUHffa pKfffdpemt

w

Ahpvt/HUtf

CSftOC

/f3/(ffM4

H t/ffflff$

р гмвре 1гй - ffi f

0lf9.g