Паросепаратор Советский патент 1940 года по МПК B01D45/08 F22B37/30 

В предлагаемом паросепараторе для улавливания жидкости применены смачиваемые ею же и омываемые паром контактные поверхности.

Верхние .кромки контактных поверхностей образуют полупроницаемый водоудерживающий конус, служащий для отражения главного потока пара и для пропуска насквозь остальной его части.

ОтветБленпе от главного потока пара сравнительно небольшого количества пара, направляемого вдоль контактных поверхностей, увеличивает эффективность сепарирующей способности паросепаратора.

Вокруг нароотводящего стояка паросепаратора расположен подконусный лабиринт, образованный отбойными коническими поверхностями,из которых одна снабжена зубчатой, а другая загнутой кромками, служащими для задерживания части влаги.

Пароотводящий стояк снабжен выпускными радиальными трубками, концы которых загнуты в плоскости, нормальной к оси сепаратора, для придания выходящему из них ответвленному потоку пара вращательного

вокруг оси движения с целью выделения из него всей влаги.

В видоизменении описываемого паросепаратора полупроницаемый конус снабжен коническим днищем, обращенным верщиной вниз. Днище служит для отражения прошедщего через полупроницаемый конус пара в сторону внутренней зоны конуса, отделенной от внешней зоны перегородкой с зубчатыми прорезами для пропуска пара, чем достигается разветвление и соединение потоков пара в надконусной полости сепаратора.

В форме выполнения двухступенчатого сепаратора, приспособленного для включения его в линию паропровода, Паросепаратор может быть выполнен из двух полупроницаемых конусов с промежуточным направляющим аппаратом.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез водоудерживающего конуса паросепаратора; фиг. 2 - горизонтальный разрез его по аЬ фиг. 1; фиг. 3- вертикальный разрез видоизменения водоудерживающего конуса паросепаратора; фиг. 4 - горизонтальный разрез его по cdef т. 3;

фиг. 5 - вертикальный разрез формы выполнения паросепаратора; фиг. 6 - горизонтальный разрез его по gh фиг. 5.

Основной и существенной деталью предлагаемого паросепаратора являются контактные поверхности / (фиг. 1), образованные наматыванием по спирали на сердечник из газовой трубы специально выкроенной полосы из металлической сетки или легкого металла, на которой укреплены на определенных расстояниях проволочные разделяющие стержни, образующие кольцевые проходы для воды И пара.

Верхние кромки контактных поверхностей /образуют полупроницае- i мый водоудерживающий конус 2 (фиг. 1), предназначаемый для отражения главного потока пара и пропуска насквозь остальной части его.

Конус 2 выполнен из полосы, выкроенной таким образом,чтобы снизу в конусе образовалось свободное i пространство для размещения под- I держивающего конуса 3 (фиг. 1) с приваренными к нему продольными железными планками-опорами для конуса 2. Свободное пространство, образующееся между конусами 2 и S, служит для прохода пара и воды. В поддерживающем конусе 5 имеется ряд отверстий для этой же цели, Отверстия имеются также у основания конуса.

Внутри поддерживаюпдего конуса 5 помещен подконусный лабиринт, об- I разованный отбойными коническими поверхностями 4 и 5, расположенными I вокруг пароотводящего стояка 6. Нижняя кромка поверхности 4 снабжена зубцами, а верхняя кромка поверхности 5 отогнута.

Вертикальный пароотводящий стояк 6 снабжен сверху приваренной крышкой 7 с выточкой для укрепления сердечника 8. Под крышкой | в стояке 5 просверлен ряд отверстий для пропуска щунтированного параНа стояке 6 укреплено установочное кольцо 8, к которому подходит I впритык нижняя кромка конической | поверхности 5. Собранные конус 2, стояк 6 ,.тл конус 3 вкладываются в цилиндрический стакан 9, причем |

пароотводный стояк входит в направляющую втулку 10, садясь на нее установочным кольцом §, а контактные поверхности / садятся на продольные планки поддерживающего конуса 5 и нижней частью на щайб -звездочку //, положенную на дно 12 для образования прохода воде.

Ко дну 12 стакана 9 приваривается цилиндрическая переходная коробка 13, имеющая у своего дна 14 привернутый успокоительный конус 15. К переходной коробке, расположенной под пароотводящим стояком 6, приварены в свою очередь четыре радиальные паропроводные трубки 16, сплющенные концы которых загнуты в плоскости, нормальной к оси сепаратора, пропущены через стенку стакана верхней водяной коробки 77 и к ней приварены (фиг. 1 и 2).

В основу конструкции предлагаемого паросепаратора положен принцип, по которому эффективность сепарирующей способности водоудерживающего конуса 2 значительно возрастает при постоянном пропуске небольшого количества пара, ответвленного от главного потока сквозь контактные поверхности 1 водоудерживающего конуса.

Поток пара во время работы паросепаратора омывает копус в пространстве 18 и частично проходит при этом сквозь конус 2, следуя по имеющимся в нем кольцевым проходам вместе с основной массой воды всего парового потока.

Отсепарированная вода скатывается по наружной поверхности конуса 3 и затем попадает в верхнюю водяную коробку 17 через отверстия в дне 12 стакана 9.

Пар с оставшейся в нем водой поступает затем в пространство между конической поверхностью 4 и конусом 5, спускается и затем, пройдя в верхней части промел утков между зубцами конической поверхности 4, поднимается к отверстиям вертикального пароотводного стояка 6, встречая на своем пути еще отбойную коническую поверхность 5 лабирипта, на которой задерживается часть влаги.

Таким образом вода остается на конусах, а уже достаточно осушенный пар опускается по стояку 6 и попадает через переходную коробку и четыре изогнутые трубки 16 в рабочее пространство линейного сепаратора, присоединяясь к основному вращаюшемуся потоку пара и имея уже при выходе из труб аналогичное движение.

Здесь из шунтированного парового потока выделяется вся остальная влага.

Количество шунтированного пара может регулироваться изменением плош.ади просверленных отверстий в вертикальной пароотводной трубе и подбором сечений горизонтальных изогнутых трубок.

На фиг. 3 и 4 изображено видоизменение паросепаратора, предназначаемое для установки в испарителях, паровых умформерах, опреснителях, выпарных аппаратах, применяемых в химической промышленности и т. д., для получения чистого пара, а также для предотвраш.ения потери растворов, уносимых с паром.

Основной корпус /Рпаросепаратора изготовлен из стандартной трубы, имеюш,ей два ряда вырезанных отверстий по высоте и зубцы - снизу. Лопаточный венец 20 образован из лопаток, выштампованных из листового металла, и приварен с наружной стороны к основному корпусу сепаратора, а с внутренней - к пароотводному стояку 21. Контактная поверхность 22 образована из стальных пластин, у которых внутренние кромки заострены фрезеровкой в пакетах на станке.

Пластины набраны в два кольца 23 V. 24 с закладкой между ними промежуточных тел 25 и 26. Пластины и промежуточные тела приварены к обоим кольцам.

В результате получается зубчатый цилиндр, имеющий своеобразную форму промежутков между пластинами. Снаружи этот цилиндр закрывается листовым железом 27, образующим вместе с вышеупомянутыми кольцами верхнюю часть корпуса контактной поверхности.

Нижняя часть 28 корпуса составлена из двух цилиндрических колец и переходного конуса, соединенных

сваркой. Нижняя часть присоединена к верхней посредством приварки к нижнему кольцу 24.

Контактная поверхность с принадлежащим к ней корпусом крепится к основному корпусу сепаратора посредством шпилек 29, завернутых в верхнее кольцо 23 и проходящих в отверстия фланца 30, приваренного к основному корпусу сепаратора.

Системы контактных поверхностей-основной 31 и вспомогательной 32 разделены перегородкой 55, снабженной зубчатыми прорезами для пропуска пара и отделяющей внешнюю зону конуса от внутренней.

Полупроницаемый конус 34 снабжен коническим днищем 55, обращенным вершиной вниз и имеющим по нижней кромке зубцы. Коническое днище 55 служит для отражения прошедшего через внешнюк) зону полупроницаемого конуса пара в сторону внутренней зоны конуса.

Водоудерживающие конусы изготовляются или из металлической сетки или из легкого металла путем наматывания полосы спиралью на сердечник с постановкой распределительных проволочных стержней, образующих проходы для пара.

Вся система прикрепляется к основному корпусу болтами 33, при вывертывании которых она может быть легко из него вынута.

В свою очередь водоудерживающие конусы могут легко выниматься и вставляться обратно в несущую конструкцию системы.

Таким образом сепаратор легко разбирается и поэтому допускает полный осмотр, очистку и ремонт.

В данной конструкциивнутриаппаратного сепаратора осуществлено комбинированное применение центробежного и контактного метода сепарации, применение эффективного дренажа на всем пути основного потока пара и уничтожение всякой возможности возникновения дезинтеграции и р.спыления отсепарированных частиц воды при следовании потока пара через все элементы сепаратора.

Принудительное шунтирование небольшой части основного потока пара через промежутки пластин контактной поверхности и основной водоудерживающий конус в значительной степени повышает сепарирующие свойства этих важнейших элементов сепаратора.

Пар входит в самой верхней части сепаратора через верхний ряд прорезанных отверстий в основном корпусе и поступает на лопаточный венец 20 (1-я ступень), где получает вращательное движение. При выходе из венца вращающийся поток пара направляется вниз, омывая зубцы контактной поверхности (2-я ступень сепарации).

Частицы воды, выпадающие из вращающегося потока, попадают в промежутки между пластинами контактной поверхности и стекают вниз, находясь в спокойном пространстве вне основного потока, куда они не смогут возвращаться.

Эффективность действия контактной поверхности значительно повышается посредством принудительного направления небольшой част и основного потока пара в промежутки между пластинами и выводом его снизу. Таким образом небольшое количество пара в шунтированном цотоке идет в одном направлении с отсепарированной водой.

Основной поток пара поворачивает затем в пароотводной стояк, снабженный коническим раструбом (прижимающим поток к контактной поверхности), омывая по пути основной водоудерживающий конус, являющийся вместе с вспомогательным конусом и системой разделительных контактных поверхностей 3-ей ступенью сепарации.

Небольшая часть основного потока пара вместе с отсепарированной водой направляется сквозь тело основного водоудерживающего конуса.

В нижней части сепаратора опускающиеся совместно потоки отсепарированной воды и шунтированного пара, идущие от контактной поверхности, а также из основного конуса, разделяются - вода по поверхностям и их зубцам, а также по успокоительному конусу уходит на д-но корпуса и далее в отводящие трубы, а пар направляется через

верхние части впадин между зубцами, затем поднимается и с весьма небольшой скоростью проходит сквозь вспомогательный конус, оставляя в нем всю остаточную влагу, и наконец присоединяется к основному потоку.

Отсепарированная во вспомогательном водоудерживающем конусе влага стекает и попадает затем на распределительное кольцо 37, которое направляет ее по зубцам разделяющей поверхности (конуса), гюсле чего она стекает по успокоительному конусу на дно корпуса сепаратора.

Форма выполнения паросепаратора, предназначаемого для в.ключения в линию паропровода, изображена на фиг. 5 и 6.

В этой форме выполнения паросепаратор снабжен двумя полупроницаемыми конусами 40, 41 и промежуточным направляющим аппаратом 42, благодаря чему получается двухступенчатый сепаратор.

В представленном виде паросепаратор должен вытеснить, по мнению автора, в большинстве случаев обычные сухопарники, устанавливаемые в паровых котлах.

Поступающий во входной щтуцер пар направляется на верхний водоудерживающий конус 40, через который отводится часть пара, вместе с увлеченной водой, а основная часть пара проходит между лопатками направляющего аппарата 42.

Вращающийся поток пара опускается в пространство между контактной поверхностью и стенками водяной коробки 43 и отжимается внизу конусом (являющимся продолжением стенки водяной коробки)к пластинам контактной поверхности и затем попадает в промежутки между зубцами, которые имеются по нижней кромке конуса.

На последних задерживается часть воды вследствие контактного действия и наличия на сторонах зубцов по направлению вращения потока загнутых вверх кромок.

Эта вода стекает по направляющей рубашке 44, проходя в зазор, имеющийся между ней и разделительным перфорированным конусом 45.

Поток пара проходит наконец 3 отверстия нижнего опорного стояка 46 к выходу, омывая по пути и частично проходя внутрь выходного водоудерживающего конуса 41, где задерживаются последние остатки влаги.

Эта влага стекает по внутренней и наружной скошенной поверхности (что обеспечивается весьма большим углом скоса) и проходит вниз корпуса через перфорации разделяюш,его конуса 45.

Предмет изобретения.

1.Паросепаратор, в котором для улавливания жидкости применены смачиваемые ею же и омываемые паром контактные поверхности, отличающийся тем, что, с целью ответвления от главного потока пара сравнительно небольшого количества пара, направляемого вдоль контактных поверхностей /, с помощью верхних кромок последних образован полупроницаемый конус 2, предназначенный для отражения главного потока пара и для пропуска насквозь остальной его части (фиг. 1).

2.Форма выполнения паросепаратора по п. 1, отличающаяся применением подконусного лабиринта, образованного отбойными коническими поверхностями 4 с зубчатой кромкой и 5 с отогнутой кромкой, расположенными вокруг пароотводяш,его стояка 6 (фиг. 1).

3.Форма выпо.чнепия паросепаратора по п. 2, отличающаяся тем, что пароотводящий стояк снабжен выпускными радиальными трубками 16, концы которых загнуты в плоскости, нормальной к оси сепаратора, для придания выходящему из них потоку пара вращательного вокруг оси движения (фиг. 1 и 2).

4.Видоизменение паросепаратора по п. 1, отличающееся тем, что для разветвления и соединения потоков пара в надконусной полости сепаратора полупроницаемый конус 34 снабжен коническим днищем 35, обращенным вершиной вниз и служащим для отражения прошедшего через полупроницаемый конус пара в сторону внутренней зоны конуса, отделенной от внешней зоны перегородкой 55 с зубчатыми прорезами для пропуска пара (фиг. 3).

5.Форма выполнения сепаратора по п. 1, отличающаяся применением двух полупроницаемых конусов 40,41, с промежуточным направляющим аппаратом 42, с целью получения двухступенчатого сепаратора, приспособленного для включения его в линию паропровода (фиг. 5 и 6). ФК1Г,1 .г1г.2 Е авторскому свидетельству Б. № 57539

36

Фиг 3 А, Архангельского

.

. к авторскому свидетельству В. 57539

Фмп5 xV. Архангельского