RU2406021C1 - Instant boiling device - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device comprises inlet chamber with tangential supply nozzle, channel for steam drain, outlet chamber with nozzle for working fluid drain, throttle installed inside outlet chamber to form a transition channel, which connects inlet and outlet chambers, and having inner channel for steam drain, mounted in end cover of inlet chamber, at the same time device is equipped with the second outlet chamber with nozzle for working fluid drain installed over inlet chamber and coaxially to it, the second throttle installed inside the second output chamber to form a transition channel that connects the second outlet and the second inlet chambers, and having inner chanel connected to steam drain channel, at one side, and to end cover of the second outlet chamber, at the other side.

EFFECT: increased amount of drained steam.

2 dwg

Description

Изобретение относится к выпарной технике и может быть использовано для опреснения и концентрирования высокоминерализованных и шламосодержащих жидкостей в установках мгновенного вскипания.The invention relates to evaporation technology and can be used for desalination and concentration of highly mineralized and sludge-containing liquids in instant boiling units.

Известен аппарат мгновенного вскипания для выпаривания растворов, содержащий корпус с патрубками для ввода и вывода смеси и отвода вторичного пара, сепаратор, вертикальную перегородку, разделяющую аппарат на камеры вскипания и разделения, а также распределительную решетку, над которой размещена насадка в виде колец Рашига.Known instant boiling apparatus for evaporating solutions, comprising a housing with nozzles for introducing and discharging the mixture and removing secondary steam, a separator, a vertical baffle separating the apparatus into boiling and separation chambers, as well as a distribution grid over which a nozzle in the form of Raschig rings is placed.

(SU, а.с. №354869, A1, B01D 1/00, 1972 г.)(SU, AS No. 354869, A1, B01D 1/00, 1972)

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет низкую удельную паропроизводительность с единицы поверхности кипения и для получения пара с большой степенью сухости требует установки сепаратора.The disadvantage of this device is that it has a low specific steam capacity per unit boiling surface and requires a separator to produce steam with a high degree of dryness.

Известно также парогенерирующее устройство, которое может быть использовано для опреснения жидкостей, содержащее входную камеру с тангенциальным подводящим патрубком, канал для отвода пара, выходную камеру для отвода жидкости, расширяющийся по ходу жидкости переходник, в котором установлен дроссель с сильфоном, внутрь которого для перемещения дросселя подают газ.Also known is a steam generating device that can be used for desalination of liquids, containing an inlet chamber with a tangential inlet pipe, a channel for discharging steam, an outlet chamber for discharging liquid, an adapter expanding along the liquid, in which a throttle with a bellows is installed, inside of which to move the throttle supply gas.

(SU, а.с. №620731 A1, F22В 3/00, 1978 г.)(SU, AS No. 620731 A1, F22B 3/00, 1978)

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет недостаточную производительность по отводу пара и сложное управление перемещением дросселя.The disadvantage of this device is that it has insufficient steam removal performance and complicated throttle movement control.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является аппарат мгновенного вскипания, содержащий входную камеру с тангенциальным подводящим патрубком, канал для отвода пара, выходную камеру с патрубком для отвода рабочей жидкости, дроссель в виде усеченного конуса, установленный внутри выходной камеры с образованием переходного канала, соединяющего входную и выходную камеры, и имеющий внутренний канал для отвода пара.The closest in technical essence and the achieved result is an instant boiling apparatus containing an inlet chamber with a tangential inlet pipe, a channel for withdrawing steam, an outlet chamber with a pipe for draining the working fluid, a truncated cone throttle installed inside the output chamber with the formation of a transition channel, connecting the input and output chambers, and having an internal channel for venting steam.

(RU, патент №2181859 С1, F22В 3/04, 2002 г.)(RU, patent No. 2181859 C1, F22B 3/04, 2002)

Однако указанное устройство имеет сравнительно низкую производительность, обусловленную ограничением подаваемого в аппарат объема рабочей жидкости и ограничением выработки количества пара.However, this device has a relatively low productivity due to the limitation of the volume of working fluid supplied to the apparatus and the limitation of the amount of steam produced.

Задачей изобретения является повышение производительности устройства за счет увеличения каналов для отвода рабочей жидкости.The objective of the invention is to increase the productivity of the device by increasing the channels for draining the working fluid.

Техническим результатом изобретения является увеличение количества отводимого пара.The technical result of the invention is to increase the amount of steam released.

Указанный технический результат достигается тем, что в аппарате мгновенного вскипания, содержащем входную камеру с тангенциальным подводящим патрубком, канал для отвода пара, выходную камеру с патрубком для отвода рабочей жидкости, дроссель, установленный внутри выходной камеры с образованием переходного канала, соединяющего входную и выходную камеры, и имеющий внутренний канал для отвода пара, смонтированный в торцевой крышке выходной камеры, согласно изобретению аппарат снабжен второй выходной камерой с патрубком для отвода рабочей жидкости, установленной над входной камерой и соосно с ней, вторым дросселем, установленным внутри второй выходной камеры с образованием переходного канала, соединяющего вторую выходную и входную камеры, и имеющим внутренний канал, соединенный с каналом для отвода пара с одной стороны и с торцевой крышкой второй выходной камеры с другой стороны.The specified technical result is achieved by the fact that in the instant boiling apparatus containing an inlet chamber with a tangential inlet pipe, a channel for withdrawing steam, an outlet chamber with a pipe for draining the working fluid, a throttle installed inside the outlet chamber with the formation of a transition channel connecting the input and output chambers , and having an internal channel for the removal of steam mounted in the end cap of the output chamber, according to the invention, the apparatus is equipped with a second output chamber with a pipe for the removal of working liquid installed above the inlet chamber and coaxially with it, the second throttle installed inside the second output chamber with the formation of the transition channel connecting the second output and input chambers, and having an internal channel connected to the channel for the removal of steam on one side and with the end cover of the second output camera on the other hand.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:

на фиг.1 схематично, в разрезе, представлен общий вид аппарата мгновенного вскипания, в котором дроссель выполнен в виде усеченного конуса; на фиг.2 - аппарат, вид сверху фиг.1.figure 1 schematically, in section, presents a General view of the apparatus of instant boiling, in which the throttle is made in the form of a truncated cone; figure 2 - apparatus, top view of figure 1.

Аппарат мгновенного вскипания содержит входную камеру 1 с тангенциальным подводящим патрубком 2, канал 3 для отвода пара, выходную камеру 4 с патрубком 5 для отвода рабочей жидкости, дроссель 6 в виде усеченного конуса, который может быть выполнен любой формы, установленный внутри выходной камеры 4 с образованием переходного канала 7 (переходника), соединяющего входную и выходную камеры 1 и 4 соответственно, и имеющий внутренний канал 8 для отвода пара, смонтированный в торцевой крышке 9 выходной камеры 4. Кроме того, аппарат содержит вторую выходную камеру 10 с патрубком 11 для отвода рабочей жидкости, установленной над входной камерой 1 и соосно с ней, второй дроссель 12 в виде усеченного конуса, установленный внутри второй выходной камеры 10 с образованием переходного канала 13 (переходника), соединяющего вторую выходную и входную камеры 10 и 1 соответственно, при этом второй дроссель 12 имеет внутренний канал 14, соединенный с каналом 3 для отвода пара с одной стороны и с торцевой крышкой 15 второй выходной камеры 10 с другой стороны.The instant boiling apparatus comprises an inlet chamber 1 with a tangential inlet pipe 2, a channel 3 for venting steam, an outlet chamber 4 with a nozzle 5 for draining the working fluid, a throttle 6 in the form of a truncated cone, which can be made of any shape installed inside the outlet chamber 4 s the formation of the transition channel 7 (adapter) connecting the input and output chambers 1 and 4, respectively, and having an internal channel 8 for removing steam, mounted in the end cover 9 of the output chamber 4. In addition, the apparatus contains a second output a chamber 10 with a pipe 11 for discharging a working fluid installed above and in alignment with the inlet chamber 1, a second choke 12 in the form of a truncated cone mounted inside the second outlet chamber 10 to form a transition channel 13 (adapter) connecting the second outlet and inlet chambers 10 and 1, respectively, while the second choke 12 has an internal channel 14 connected to the channel 3 for venting steam on one side and with the end cover 15 of the second output chamber 10 on the other hand.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Рабочую жидкость, нагретую предварительно до температуры ниже температуры насыщения, при заданном давлении подают по тангенциальному патрубку 2 во входную камеру 1. При движении рабочей жидкости к центру входной камеры 1 за счет сохранения момента количества движения скорость ее возрастает, а давление в соответствии с законом Бернулли падает и на определенном радиусе закрутки становится меньше давления насыщения для заданной температуры, в результате чего жидкость вскипает, отбирая тепло от рабочей жидкости.The working fluid, preheated to a temperature below the saturation temperature, is fed through a tangential pipe 2 to the inlet chamber 1 at a given pressure. When the working fluid moves to the center of the inlet chamber 1, due to the conservation of angular momentum, its speed increases, and the pressure in accordance with Bernoulli’s law drops and at a certain twist radius it becomes less than the saturation pressure for a given temperature, as a result of which the liquid boils, removing heat from the working fluid.

Пар собирается в центре вихревой входной камеры 1 и по каналу 3, внутренним каналам 8 и 14 дросселей 6 и 12 соответственно отводится к потребителю. Одна часть концентрированной рабочей жидкости через переходной канал 7, образованный между дросселем 6 и поверхностью выходной камеры 4, поступает в выходную камеру 4, из которой отводится по патрубку 5. Другая часть концентрированной рабочей жидкости через переходной канал 13, образованный между дросселем 12 и поверхностью второй выходной камеры 10, поступает во вторую выходную камеру 10, из которой отводится по патрубку 11.The steam is collected in the center of the vortex inlet chamber 1 and through channel 3, internal channels 8 and 14 of the chokes 6 and 12, respectively, are discharged to the consumer. One part of the concentrated working fluid through the transition channel 7, formed between the inductor 6 and the surface of the outlet chamber 4, enters the outlet chamber 4, from which it is discharged through the nozzle 5. Another part of the concentrated working fluid through the transition channel 13, formed between the inductor 12 and the surface of the second output chamber 10, enters the second output chamber 10, from which is discharged through the pipe 11.

Оптимальные зазоры переходного канала 7 выходной камеры 4 и переходного канала 13 второй выходной камеры 10 устанавливают за счет осевого перемещения дросселей 6 и 12 соответственно.The optimal gaps of the transition channel 7 of the output chamber 4 and the transition channel 13 of the second output chamber 10 are set due to the axial movement of the chokes 6 and 12, respectively.

Введение второй выходной камеры 10 для отвода рабочей жидкости позволяет увеличить объем подаваемой рабочей жидкости и обеспечить его регулирование. Наличие в дросселе 6 внутреннего канала 8, установленного в крышке 9, и в дросселе 12 внутреннего канала 14, установленного в крышке 15, способствует увеличению количества отводимого пара по сравнению с прототипом. Испытания опытного образца предлагаемого аппарата показали, что совокупность всех конструктивных признаков позволяет повысить производительность испытываемого аппарата более чем на 20% по сравнению с прототипом. При этом выявлено, что повышение производительности аппарата на 20% было достигнуто при выполнении дросселя любой формы.The introduction of the second output chamber 10 for draining the working fluid allows you to increase the volume of the supplied working fluid and to ensure its regulation. The presence in the throttle 6 of the internal channel 8 installed in the cover 9, and in the throttle 12 of the internal channel 14 installed in the cover 15, increases the amount of steam discharged in comparison with the prototype. Tests of the prototype of the proposed device showed that the combination of all design features allows you to increase the performance of the tested device by more than 20% compared with the prototype. At the same time, it was found that an increase in the productivity of the device by 20% was achieved when performing a throttle of any shape.

Claims (1)

Аппарат мгновенного вскипания, содержащий входную камеру с тангенциальным подводящим патрубком, канал для отвода пара, выходную камеру с патрубком для отвода рабочей жидкости, дроссель, установленный внутри выходной камеры с образованием переходного канала, соединяющего входную и выходную камеры, и имеющий внутренний канал для отвода пара, смонтированный в торцевой крышке выходной камеры, отличающийся тем, что аппарат снабжен второй выходной камерой с патрубком для отвода рабочей жидкости, установленной над входной камерой и соосно с ней, вторым дросселем, установленным внутри второй выходной камеры с образованием переходного канала, соединяющего вторую выходную и входную камеры, и имеющим внутренний канал, соединенный с каналом для отвода пара с одной стороны и с торцевой крышкой второй выходной камеры с другой стороны. An instant boiling apparatus comprising an inlet chamber with a tangential inlet pipe, a channel for discharging steam, an outlet chamber with a pipe for discharging the working fluid, a throttle installed inside the outlet chamber with the formation of a transition channel connecting the inlet and outlet chambers, and having an internal channel for discharging steam mounted in the end cap of the outlet chamber, characterized in that the apparatus is equipped with a second outlet chamber with a nozzle for draining the working fluid mounted above the inlet chamber and coaxially with s, the second inductor mounted within the second discharge chamber to form a transition channel connecting the second inlet and outlet chamber and having an internal passage connected to the channel for discharging vapor from one side and with the second end cap outlet chamber on the other side.

Images