ПАРОСУШИТЕЛЬ ДЛЯ ПАРОВОЗНЫХ КОТЛОВ Советский патент 1936 года по МПК F22B37/32 

Изобретение относится к паросушителям для паровых котлов, выполненным в форме трубчатого корпуса, в котором помещается направляющая вставка с лопастной винтовой поверхностью для сепарирования пара. Вода, выделяющаяся при осушивании пара, собирается в канале, примыкающем по всей длине к корпусу паросушителя и непосредственно через патрубки или сборник со спускным автоматически управляемым краном отводится в котел. В предлагаемом паросушителе стенки трубчатого корпуса снабжены винтовой канавкой с шагом, меньшим шага винтовой лопастной поверхности вставки. Пар, отбрасываемый действием центробежной силы к периферии поверхности винтовой вставки, попадая в винтовые канавки корпуса, подвергается добавочной сепарации, способствующей получению более чистого и сухого пара для рабочих цилиндров паровой машины.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают вид паросушителя в двух проекциях.

Выходящий из воды пар, заполняя паровое пространство котла и паровой колпак, всегда несет в себе в виде механической примеси капельки воды. Эти частицы увлекаются потоком пара в парорабочую трубу, в коллектор и в элементы пароперегревателя. Насыщенный пар, прежде чем стать сухим, вынужден пройти часть длины трубки пароперегревателя, и только после этого начинается процесс перегрева. Следовательно, только часть длины элемента служит прямому своему назначению, а остальная часть играет роль паросушителя. Расчеты показывают, что приблизительно при 20% влажности пара роль перегревателя сводится к нулю, откуда очевиден вред, приносимый влажным паром, снижающим перегрев или при вновь проектируемых паровозах заставляющим увеличивать число жаровых труб и элементов, что отражается на компактности, весе и стоимости котла. Кроме того, частицы воды несут с собой накипь, которая, оседая в элементах, снижает коэфициент теплопередачи, сужает проход для пара и ведет к быстрому пережогу элементов. Попадая в золотниковую коробку и цилиндры, частицы накипи увеличивают износ рабочих поверхностей цилиндров и золотниковых втулок и часто служат причиной задиров. Вместе с остатками смазки накипь образует нагар, засоряющий отверстия смазочных трубок и продувательных кранов.

При применении предлагаемого паросушителя пар из цилиндрической части котла проходит через отверстие, защищенное от крупных капель конусообразным щитком, проникает в вертикальную трубу и поступает в присоединенный фланцем 5 паросушитель 1.

В трубчатом корпусе 2 паросушителя 1 пар поступает на лопасти 4 вставки 3, имеющей винтовую поверхность, где и приобретает вращательное движение с возрастающей скоростью, достигающей к концу паросушителя 35-40 м в секунду. Очевидно, что при такой скорости все частицы воды, как обладающие гораздо большей массой, приобретут большую центробежную силу, вследствие чего и будут отброшены к периферии трубчатого корпуса, имеющего стенки с винтовой канавкой с шагом, меньшим шага винтовой поверхности вставки 3, продолжая вращательное движение. Через определенные промежутки (1-2 нитки) в дне канавки стенки корпуса 2 сделаны отверстия 10, через которые вода вынуждена, отделившись от потока пара, проникнуть в главный корпус паросушителя 1. Разница шага винтовой вставки и канавок стенки корпуса сделана с целью избегать проникновения пара вглубь самой канавки, что повлекло бы за собой проникновение его в главный корпус. Кроме того, пар, не зайдя в канавку, проходит под волнистой поверхностью и получает вибрирующие колебания, которые способствуют добавочной сепарации воды. Вместе с водой в канавки и в корпус проникает накипь, где и осаждается.

При промывке необходимо гофрированный трубчатый корпус 2 вынуть и очистить, а корпус паросушителя 1 промыть. Для удобства проведения этих операций выходной фланец 5′ сделан на резьбе, что допускает быструю разборку паросушителя. Очевидно, что чем больше осядет накипи на стенках паросушителя, тем меньшее количество ее проникает в элементы и тем эффективнее последние будут работать. Отвод воды в котел можно осуществить несколькими путями. Основные из них следующие: на площадке устанавливается небольшой насос типа Альвейера или поршневой с приводом от кулисы, наподобие пресс-масленки, а так как преодолеваемый гидравлический напор весьма незначителен (в пределах 0,1-0,15 атм.), то и затрата энергии на приведение в действие насоса - тоже ничтожна.

Возможно на питательной трубе устанавливать инжектор, который будет подсасывать и увлекать за собой сепарированную воду вместе с питательной водой. Или же в питательном сопле с постепенно возрастающим давлением можно подобрать такое сечение, в котором давление струи воды несколько ниже давления в котле, и подвести к нему сепарированную воду, которая будет увлечена общим потоком и попадет снова в котел. Наконец, можно применить изображенное на чертеже устройство, в котором вода из корпуса паросушителя 1 по трубке 7 через кран 13 стекает в водосборник 8 с поплавком 9. По мере поднятия уровня воды поплавок также поднимается и поворачивает валик, конец которого через сальник выведен наружу водосборника 8. Поплавок при наивысшем своем положении приводит в действие пневматический сервомотор, воздействующий на нагруженный пружиной 16 поршень 15 вспомогательного цилиндра, связанный своим штоком 14 и контрштоком 14′ с впускным 13 и выпускным 12 кранами водосборника.

В виду того, что шток 14 и контршток 14′ связаны с пробками кранов 12 и 13, верхний впускной кран 13 перекроется и прекратит сообщение паросушителя с водосборником, а нижний выпускной кран 12 наоборот - откроет выход сепарированной воде, которая в силу разницы уровней вернется обратно в котел. По мере понижения уровня воды в водосборнике 8 поплавок 9 садится и в определенный момент при помощи воздухораспределительного приспособления сообщает воздушный цилиндр сервомотора с атмосферой. Пружина 16, расположенная в верхней полости вспомогательного цилиндра, возвращает поршень 15 в нижнее положение, что влечет за собой открытие верхнего водяного крана 13 и закрытие нижнего крана 12, после чего снова начинается заполнение водосборника.

Паросушитель для паровозных котлов, снабженный трубчатым корпусом с расположенной внутри него вставкой с лопастной винтовой поверхностью и со сборником с автоматически управляемыми спускными кранами для отвода в котел сепарированной воды, отличающийся тем, что, с целью добавочной сепарации пара, отбрасываемого к периферии поверхности вставки и для собирания выделяющейся воды, стенки трубчатого корпуса снабжены винтовой канавкой, с шагом, не равным (меньшим) шагу винтовой поверхности вставки.