Устройство для сброса технологических сред

Устройство для сброса технологических сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз; Советсиих

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 21.1!.79 (21) 2875191 25-08 с присоединением заявки №вЂ” (5I) М. Кл.

F I 5 D I//02

Государственный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 30. !0.81. Бюллетень №40 (53) УДК 621.643 (088.8) по делам нэобретеннй и открытий

Дата опубликования описания 05.11.81

Р. Я. Барашков, 1О. Н. Бочаров, H. Е. Ольхов и А. А. Тычкин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ СБРОСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

СРЕД

Изобретение относится к устройствам для:. сброса технологических сред, в частности к устройствам для сброса взрывоопасных н воспламеняющихся сред в атмосферу.

Известно устройство безопасной эксплу-. атации установок со взрывоопасными сре-. дами, содержащее две последовательно установленные в сбросном трубопроводе предохранительные мембраны, полость между которыми содержит флегматнзирующее вещество (воду) н сообщена с емкостью, заполненной этим веществом (11.

Недостаток устройства заключается в опасности замерзания флегматизатора, поэтому необходимо следить за количеством флегматизатора в емкосги и подогревать емкость зимой.

Известно также устройство для сброса технологических сред, содержащее сбросной трубопровод с отверстиями для ввода разбавителя, преимущественно атмосферного воздуха, сообщенный с технологической системой через предохранительную мембрану и имеющий сужающийся участок «аиа- ла, плавно переходящий. в расйиряющвйся. участок, выполненный в виде сопла Лаваля, сверхзвуковую расширяющуюся камеру сме-

2 щения технологической среды с разбавителем, а также согласующий конус 12).

Недостатком этого устройства являются значительные . габариты" н недостаточная надежность.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности устройства и уменьшение его габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что сбросной трубопровод снабжен направляющими лопатками, установленными под острым углом к оси трубопровода.

Причем угол наклона поверхностей направляющих лопаток к оси трубопровода лежит- в интервале от 4 до 30 .

Кроме того, в трубопроводе размещено .обтекаемое тело каплевидной формы, направляющие лопатки установлены в критическом сечении сверхзвукового сопла Лаваля, прикреплены к стенкам канала и обтекаемому телу каплевидной формы и имеют каналы для подвода разбавителя в полость обтекаемого тела. х© Направляющие лопатки могут быть ус-: тановлены на входе в сопло Лаваля, а также могут иметь винтовую форму и устанавливаться в согласующем конусе.

8771бб

На фиг. l изображено предлагаемое . устройство; на фиг. 2 — структура потока на выходе из устройства; на фиг. 3 вЂ, исполнение устройства с обтекаемым центральным телом.

Устройство состоит из сбросного трубопровода 1, сопла Лаваля 2, сверхзвуковой камеры 3 смешения и отверстий 4 для подсоса воздуха, согласующего конуса 5 и направляющих лопаток 6, установленных на входе в сопло Лаваля, направляющих лопаток 7, устаноыенных в согласующем конусе, центрального обтекаемого тела 8 каплевидной формы, удерживаемого на оси трубопровода направляющими лопатками 9 с каналами 10 для подвода разбавителя в полость обтекаемого тела, имеющего от- . верстия ll для ввода разбавителя в поток, хвостовика 12 обтекаемого тела.. Устройство работает следующим образом.

При сбросе технологическая среда расширяется в сопле Лаваля 2 и охлаждается до заданной низкой температуры (ниже температуры самовоспламенения) . Благодаря направляющим лопаткам поток закручивается, что интенсифицирует процесс перемешивания среды с воздухом и сокращает габариты сверхзвуковой камеры 3 смещения. В сверхзвуковой камере поддерживается заданная низкая температура, благодаря компенсации подводимых с воздухом энтальпии и массы, которая осуществляется увеличением поперечного сечения камеры по мере подвода воздуха. Соотношение критического и выходного сечений сопла Лаваля 2 обеспечивает разрежение в сверхзвуковой камере 2 смешения, необходимое для подсоса воздуха через отверстия 4.. Если из-за разведения и значительного ввода массы тангенциальная скорость потока упадет ниже необходимого уровня, на выходе из сверхзвуковой камеры 3 смешения (в согласующем конусе 5) могут быть установлены направляющие лопатки 7 винтовой формы, .на которых поток получает дополнительную закрутку. Кроме того, на передних кромках этих лопаток возникает скачок уплотнения (указан пунктиром), переводящий поток в дозвуковой и обеспечивающий устойчивое разрежение в камере 3 смещения. Благодаря этому при наличии лопаток 7 габариты согласующего конуса 5 уменьшаются. Устойчивый скачок образуется на лопатках при определенном заполнении сечения канала лонатками, для скоростей

2 — ЗМ это заполнение порядка нескольких процентов.

Структура потока на выходе из устройства пояснена фиг. 2, где А — область турбулентного смешения потока с.воздухом;

Б —. область с невозмущенной скоростью (ядро потока), протяженность которой 5-10 калибров выходного канала. Область пониженного давления на оси потока показана

55 (Формула изобретения

l. Устройство для сброса технологических сред, содержащее сбросной трубопровод с отверстиями для ввода разбавителя, преимущественно атмосферного воздуха, сообщенный с технологической системой через предохранительную мембрану и имеющий сужающийся участок канала, плавно переходящий в расширяющийся участок, выполненный в виде сопла Лаваля, сверхзвуковую расширяющуюся камеру смешения технологической среды с разбавителем и согласующий конус, отличави4ееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства и уменьшения его габаритов, сбросной трубопровод снабжен направляющими лопатками, установленными под острым углом к оси трубопровода. штриховкой. Приведены эпюры скоростей в сечениях 1 и !! потока.

Выходящий из сбросного трубопровода закрученный поток смеси на протяжении сотен и тысяч калибров сохраняет момент количества движения, при этом скорость поступательного движения потока остается очень высокой (хотя и существенно дозвуковой). Этот искуственным смерч за короткое время поднимает смесь на высоту сотен метров и более. Благодаря пониженному давлению в центре закрученной сруи (смерча) к ней интенсивно подсасывается воздух и перемешивается со смесью. Смесь обедняется до нижнего концентрационного предела воспламенения за время, меньшее характерного времени распространения пламени поперек струи.

Кроме того, существенно сокращаются размеры сверхзвуковой камеры 3 смещения за счет интенсификации процесса переме- шивания и сокращаются размеры выходного согласующего конуса 5 при расположении в нем направляющих лопаток, на передних кромках которых образуется прямой скачок уплотнения.

Угол поворота поверхностей направ ляющих лопаток к оси трубопровода определяет соотношение осевой и тангенциальной скоростей потока и, тем самым падение давления на оси потока.

Устройство изображенное на фиг. 3 работает аналогично устройству на фиг. I.

Разбавитель (воздух) вводится в поток из хвостовика 12 обтекаемого тела,. изменение сечения которого компенсирует подвод массы и энтальпни с разбавителем.

Канал 10 лопатки для подвода воздуха в полость обтекаемого тела 9 образован стенками лопатки.

Таким образом, использование изобретения позволит повысить эксплуатационную надежность устройства и уменьшить его габа риты.

8?7166.Фиг (фие.Z фиг.З

Составитель И. Петоян

Рслактор С. Юско . Техред А. Бойкас Корректор Л; Бокшан

Заказ 9561(55 Тираж 752, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. 4(5

Филиал ППП сПатеитэ, г. Ужгород, ул; Проектная, 4

2. Устройство по п. 1, отличаюи4ееся тем, что угол наклона направляющнх лопаток к осн трубопровода лежит в интервале

or 4 до 30 .

3. Устройство по пп. l н 2, отличающееся тем, что в трубопроводе размещено обтекаемое тело каплевндной формы, направляющне лопатки установлены в крнтнческом сечении сверхзвукового сопла Лаваля, прикреплены к стенкам канала н обтекаемому телу каплевндной формы н нмеют каналы для подвода разбавнтеля в полость обтекаемого тела.

4. Устройство по г1 и. 1 н 2, отличаюи4ееся тем, что направляющие лопатки установлены на входе в сопло Лаваля.

5. Устройство по и и. 1 н 2, отличаюи4ееся теМ, что направляющне лопатки име. ют винтовую форму н установлены в согла., сующем конусе.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1в № 551525, кл. С 01 Е 27/00, 1977, 2. Авторское свидетельство СССР № 586295, кл. F )6 К 47/02, 1977 (прототнп).,