Вихревая труба
Иллюстрации
Реферат
О0 ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i )853313
Союз Советски к
Соцкалистическик
Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.10.79 (21) 2829201/23-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з
F 25 В 9/02
Государственный комитет (53) 621.565. .3 (088.8) Опубликовано О?.08.81. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания 17.08.81 ао делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения
В. Н. Косенков, В. И. Широков, Г. Г. Малютин, Н. И. Конищев, С. Н. Дорофеев и Ю. В. Савельев
{71) Заявитель (54) ВИХРЕВАЯ ТРУБА
Изобретение относится к устройствам для энергетического разделения газов и газожидкостных систем, в частности к вихревым трубам, Оно может быть применено в химической, нефтехимической и газовой промышленности для разделения углеводородных смесей.
Известна вихревая труба, содержащая корпус с сопловым вводом, диафрагму для вывода холодного потока и устройство для регулирования количественного соотношения расходов потоков газа, выполненное в
-виде упругой пластины, закрепленной с двух сторон на одной из стенок ввода и взаимодействующей со штоком, имеющим возвратно-поступательное перемещение (1).
Недостатком указанной конструкции вихревой трубы является то, что она предназначена для электрического разделения газов, не содержащих капельную жидкость, так как устройство для регулирования расхода сжатого газа содержит только выход для газа. Это не позволяет эффективно осуществлять энергетическое разделение газов, содержащих капельную жидкость.
Известна также вихревая труба, включающая корпус с сопловым вводом и параллельно установленными кольцевыми диафрагмами на охлаждаемом горячем конце, в которой для повышения холодопроизводительности между диафрагмами помещены кольцевые шайбы, образующие внутренние и наружное оребрение горячего конца трубы (2).
Недостатком этой конструкции вихревой трубы также является отсутствие устройства, позволяющего осуществлять разделение газожидкостных смесей, с выделением из них капельной жидкости и отвода этой жидкости, что также не позволяет эффективно разделять газожидкостные смеси.
15 Известны и вихревые трубы, содержащие корпус с сопловым вводом, диафрагму для вывода холодного .потока, устройство для регулирования количественного соотношения расходов холодного и горячего потоков и отвода капельной жидкости. В таких вихревых трубах устройство для регулирования количественного соотношения расходов холодного и горячего потоков и отвода ка853313
Формула изобретения пельной жидкости состоит из параллельно установленных кольцевых диафрагм на охлаждаемом горячем конце, между которыми помещены кольцевые шайбы, образующие внутреннее и наружное оребрение горячего конца; диафрагмы на участках, примыкающих к шайбам с их внутренней стороны, имеют перфорацию для вывода капельной жидкости через горячий конец (3) .
Недостатком конструкции является то, что отвод капельной жидкости, содержащейся в газе, осуществляется через перфорацию, имеющую постоянное сечение, что не позволяет эффективно отводить эту жидкость, а следовательно, и достигать максимальной холодопроизводительности вихревой трубы.
Наиболее близкой к изобретению является вихревая труба для разделения газожидкостной смеси, содержащая корпус с сопловым вводом, камеру энергетического разделения и соосно установленную в ей подвижную цилиндрическую перфорированную вставку, образующую со стенкой камеры кольцевую полость, подключенную к сливному патрубку. Для обеспечения подвижности вставки последняя выполнена с турбинными лопатками, вращающимися под действием газового потока (4).
Однако эта вихревая труба также не обеспечивает необходимой холодопроизводительности и достаточно высокой термодинамической эффективности из-за невозможности регулирования количественного соотношения расходов холодного и горячего потоков и капельной жидкости.
Изобретение имеет- целью повышение термодинамической эффективности и холодопроизводительности.
Цель достигается тем, что внутренняя поверхность камеры со стороны, примыкающей к корпусу, выполнена конической, а вставка снабжена приводом возвратнона с образованием между ее торцом и конической поверхностью камеры регулируемого кольцевого зазора для отвода капельной жидкости через полость в сливной патрубок.
На фиг. 1 дан общий вид вихревой трубы в продольном сечении; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1.
Вихревая труба содержит корпус 1, сопловый ввод 2 в виде «улитки» для ввода газожидкостной смеси, диафрагму 3, патрубок 4 для вывода холодного потока, камеру 5 энергетического разделения с коническим участком 6, соединенным с корпусом 1, внутри которой находится цилиндрическая вставка 7, возвратно-поступательное перемещение которой осуществляется штоком 8. Шток 8 соединен с подвижной вставкой в ее торцовой части 9, имеющей сквозные «окна» 10 для прохода газа в устройство для регулирования расходов
1О
15 зо
45 холодного и горячего потоков, состоящее из камеры 11, подвижного штока 12 с конусом 13 и патрубка 14 для вывода горячего потока. Между коническим участком 6 и подвижной цилиндрической вставкой 7 имеется регулируемый зазор 15 для прохода капельной жидкости в полость 16, имеющую для ее отвода сливной патрубок 17.
Для уменьшения прилипания жидкой фазы смеси внутренняя поверхность камеры 5 и наружная поверхность вставки 7 имеют фторопластовые покрытия.
Вихревая труба работает следующим образом.
Исходная газожидкостная смесь поступает в сопловый ввод 2, где сжатая газожидкостная смесь образует вихрь, который приобретает вращательное движение, а затем в результате расширения разделяется на два потока: холодный и горячий. Горячий поток (с температурой значительно большей, чем температура исходного потока) отводится с противоположного конца трубы, последо вательно проходя конический участок 6, внут реннюю полость цилиндрической вставки 7, сквозные «окна» 10. После этого горячий поток поступает в камеру 11, из которой выводится через патрубок 14, выходное сечение которого регулируется с помощью осевого перемещения конуса 13, при вращении штока 12. В результате вращающегося движения газожидкостной смеси на выходе из ввода 2 содержащаяся в ней капельная жидкость накапливается в периферийных слоях (так как эти слои характеризуются наибольшими тангенциальными скоростями) и, обтекая конусную поверхность участка 6, проходит через регулируемый кольцевой зазор 15, поступает в полость 16, а затем выходит в виде жидкой фазы через патрубок 17. Возможность регулирования кольцевого зазора между неподвижным коническим участком и подвижной цилиндрической вставкой позволяет отбирать в зависимости от содержания капельной жидкости в исходной смеси максимальное количество жидкости.
Кроме того, вихревая труба дает возможность исключить необходимость применения дополнительного аппарата — газожидкостного сепаратора.
Вихревая труба для разделения газожидкостной смеси, содержащая корпус с сопловым вводом, камеру энергетического разделения и соосно установленную в ней подвижную цилиндрическую вставку, образующую со стенкой камеры кольцевую полость, подключенную к сливному патрубку, отличающаяся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности и холодопроизводительности, внутренняя поверхность
853313
Составитель Ю. Мартинчик
Редактор Н. Багирова Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая
Заказ 5610/9 Тираж 566 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 камеры со стороны, примыкающей к корпусу, выполнена конической, а вставка снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения и установлена с образованием между ее торцом и конической поверхностью камеры регулируемого кольцевого зазора для отвода капельной жидкости через полость в сливной патрубок.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 515000, кл. F 25 В 9/02, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР № 456118, кл. F 25 В 9/02, 1973.
3. Авторское свидетельство СССР № 470684, кл. F 25 В 9/02, 1973.
4. Авторское свидетельство СССР № 578090, кл. F 25 В 9/02, 1971.