Устройство для смешивания газов Советский патент 1991 года по МПК B01F5/00 B01F3/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и можетйыть использовано для получения однородных изотропных рабочих тел, в частности для смешивания перегретых паров, имеющих различные температуры и используемых в качестве рабочего тела в паротурбинной установке.

Цель изобретения -улучшение качества смешения.

На фиг.1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - устройство, оснащенное дополнительными завихрителями, продольный разрез; на фиг,4 - сечение Б-Б на фиг.З;

на фиг.5 - устройство, в котором завихрители установлены с зазором по отношению к внутренней или наружной цилиндрическим обечайкам смесительной камеры, продольный разрез; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.5. Устройство для смешивания газов содержит подводящую полую цилиндрическую трубу 1, внутри которой коаксиально установлен патрубок 2 для подвода второго газа, а в зоне соединения двух газов цилиндрическая труба 1 и патрубок 2 выполнены в виде соответственно прямого и обратного полых конусов 3 и 4 с постоянной площадью поперечного сечения, и смесительную камео. о о

00

CJ

ру в виде полого цилиндра 5, переходящего в полый конус (конфузор) 6 с постоянной площадью поперечного сечения, а затем в цилиндр 7. В полом цилиндре вплотную к выходной кромке патрубка установлены по крайней мере шесть завихрителей 8 с размещенной внутри каждого завихрителя по крайней мере одной винтообразной перегородкой 9, Входная кромка 10 перегородки 9 завихрителя 8 расположена под углом к касательной к поверхности патрубка 2 (см. фиг.2). В смесительной камере 5 могут быть установлены дополнительные завихрители 11, имеющие такую же конструкцию, как и завихрители 8, и установленные вплотную за основными. Завихрители могут быть установлены по крайней мере в двух сечениях вплотную друг к другу в шахматном порядке,

Устройство для смешивания газов работает следующим образом.

.Первое рабочее тело, например перегретый пар с температурой ц, по подводящей полой цилиндрической трубе.1, а второе рабочее тело, например перегретый пар с температурой т.2, по патрубку 2, которые в зоне соединения двух газов выполне- ны в виде соответственно прямого и обратного полых конусов 3 и 4 с постоянной площадью поперечного сечения, поступают в смесительную камеру, которая на выходе газа из патрубка снабжена шестью завихри- телями 8 и установленной в каждом из них перегородкой 9, делится на 18 независимых зон. Благодаря тому, что входная кромка 10 перегородки повернута относительно выходной 12, т.е. поверхность перегородки изогнута, рабочее тело делает поворот относительно оси завихрителя (см. фиг.1 и 2). При этом вследствие того, что входная кромка 10 винтообразной перегородки 9 завихрителя 8 расположена под углом к касательной к выходной кромке патрубка 2 для подвода второго газа, в каждую из двух независимых зон завихрителя поступают оба рабочих тела с различной температурой и в процессе завихрения при перемещении в пределах завихрителя происходит их перемешивание. Это позволяет получить высокое качество получаемой газовой смеси на выходе из смесителя. Угол поворота входной кромки 10 винтообразной перегородки 9 относительно упомянутой касательной выбирается в зависимости от геометрических размеров прямого 3 и обратного 4 полых конусов смесительного устройства, расходов рабочих тел и их температур.

Таким образом, завихрители 8, в которых

входная кромка 10 винтовой перегородки 9 повернута в точке, касательной к поверхности патрубка 2 на угол, определяемый вышеуказанными условиями (см. фиг.1,2), при соответствующем их количестве могут обеспечить

качественное смешение части рабочих тел при перемещении их в пределах зон завихрителей, что повышает в целом качество смеше- ния рабочих тел и сокращает длину смесительной камеры.

Достижение большей эффективности смешения достигается путем установки завихрителей по крайней мере в двух сечениях камеры смешения 5 (см. фиг.3,4) в шахматном порядке.

В зависимости от соотношения расходов

рабочих тел возможны случаи, когда завихрители 6 могут быть установлены с зазором между цилиндрической насадкой 13 последних и внутренней 14 или наружной 15 цилиндрическими обечайками смесительной камеры 5 (см. фиг.5,6).

Использование устройства для смешивания газообразных тел в паротурбинных установках позволяет при смешивании двух

потоков перегретого пара с разной температурой получить на выходе устройства изотропное рабочее тело, снизить гидравлические потери и сократить длину устройства. Формула изобретения

1, Устройство для смешивания газов, содержащее подводящую трубу, внутри которой коаксиально установлен патрубок для подвода газа, цилиндрическую смесительную камеру и завихрители, выполненные в виде

цилиндрических труб с винтообразной перегородкой и установленные вплотную к выходной кромке патрубка, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества смешения, входная кромка винтообразной перегородки завихрителя расположена под углом к касательной к поверхности патрубка подвода газа.

2.Устройство по п. 1,отличающее-, с я тем, что смесительная камера снабжена

дополнительными завихрителями, установленными вплотную за основными по оду движения газа, при этом оси дополнительных завихрителей расположены между осями основных завихрителей.

в 3 5

А-А

Ю , .д

фиг2

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения однородных изотропных рабочих тел. Оно обеспечивает улучшение качества смешения. Устройство содержит подводящую трубу 1, внутри которой коаксиально установлен патрубок 2 для подвода газа и цилин- дрическая смесительная камера 5. Вплотную и к выходной кромке патрубка установлены завихрители 8, выполненные в виде цилиндрических труб с винтообразной перегородкой, которая расположена под углом к касательной к поверхности патрубка подвода газа. Газы с различной температурой, поступая в смесительную камеру, закручиваются относительно оси завихрителя и перемешиваются. Смесительная камера может быть снабжена дополнительными за- вихрителями, установленными вплотную за основными по ходу движения газа, при этом ось дополнительных завихрителей расположены между осями основных завихрителей. 1 з.п. ф-лы, 6 ил, СП с

6-6

фие&

ii

-t, .

сриг.5

8-ff

в

фиг,$