SU915878A1 - Liquid degassing device - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам для дегазации жидкости и может быть использовано в энергетике в системах водоподготовки электростанций, в машиностроении, химической, нефтяной, пищевой промышленности, в системах охлаждения радиоэлектронной аппаратуры, ⁵ для опреснительных установок к других отраслях народного хозяйства.The invention relates to devices for degassing liquids and can be used in the energy sector in water treatment systems of power plants, in mechanical engineering, chemical, petroleum, food industry, in cooling systems of electronic equipment, ⁵ for desalination plants to other sectors of the national economy.

Известно устройство для дегазации жидкости, включающее вакуумную камеру, вакуумный насос, подающий трубопровод, патрубки для отвода¹⁰ жидкости и газа [1].A device for degassing a liquid is known, comprising a vacuum chamber, a vacuum pump, a supply pipeline, and nozzles for discharging ¹⁰ liquid and gas [1].

Недостатками такого устройства являются сложность конструкции и невысокая эффективность дегазации. ¹⁵ The disadvantages of this device are the complexity of the design and low efficiency of degassing. ¹⁵

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для дегазации жидкости, включающее камеру с патрубками входа жидкости и выхода жидкости и газа,' в которой установлен кавитационный элемент [2].The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for degassing a liquid, including a chamber with nozzles of liquid inlet and outlet of liquid and gas, in which a cavitation element is installed [2].

Указанное устройство характеризуется невысокой эффективностью дегазации, что связаноThe specified device is characterized by low efficiency of degassing, which is connected

22

с использованием перемещающейся кавитации, которая характеризуется фазами образования, роста и охлопывания образовавшегося пузырька растворенного газа. Для выделения растворенного газа из ядра потока необходимо резкое уменьшение скорости всего потока, что не может быть реализовано в известном устройстве, а следовательно, большая часть выделившегося газа увлекается потоком; жидкость с выделившимся в виде пузырьков растворенным газом поступает через отверстия в вакуумную камеру, а следовательно, объем жидкости в системе уменьшается, а также снижается уровень вакуума и надежность работы вакуумного насоса Кавитационные пузырьки, содержащие растворенный газ и пары жидкости, при контакте со стенками камеры схлопываются, так как уровень статического давления в системе остается прежний, а, учитывая, что давление схлопывания достигает 1000 атм, стенки камеры с . течением времени выходят из строя за счет усталостных разрушенийusing moving cavitation, which is characterized by the phases of formation, growth and collapse of the resulting dissolved gas bubble. For the release of dissolved gas from the core of the stream, it is necessary to drastically reduce the velocity of the entire stream, which cannot be realized in a known device, and therefore, most of the released gas is entrained in the stream; the liquid with dissolved gas escaping in the form of bubbles enters through the holes in the vacuum chamber, and therefore the volume of liquid in the system decreases, and the vacuum level decreases and the reliability of the vacuum pump operation Cavitation bubbles containing dissolved gas and liquid vapors collapse when in contact with the chamber walls , since the level of static pressure in the system remains the same, and, given that the collapse pressure reaches 1000 atm, the chamber wall is with. over time fail due to fatigue damage

и коррозии металла в местах микроударов.and metal corrosion in the field of micro impact.

3 9158783 915878

Цель изобретения - интенсификации процесса дегазации путем создания в потоке жидкости стационарной каверны.The purpose of the invention is to intensify the degassing process by creating a stationary cavity in the fluid flow.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для дегазации жидкости, включаю- 5 щем камеру, в которой установлен кавитационный элемент, последний выполнен в виде шара,с центральной полостью и радиальными каналами и снабжен трубкой с отверстиями, соединяющей один из каналов с патрубком 10 выхода газа.This goal is achieved by the fact that in the device for degassing a liquid, including a chamber in which a cavitation element is installed, the latter is made in the form of a ball with a central cavity and radial channels and is equipped with a tube with holes connecting one of the channels with the outlet 10 gas.

Целесообразно выполнить каналы в кормовой зоне шара в' пределах телесного угла 160-170°. а отверстия в трубке выполнить на расстоянии от поверхности шара, равном 2-3 его диаметрам)⁵ It is advisable to run the channels in the aft area of the ball within a solid angle of 160-170 °. and the holes in the tube to perform at a distance from the surface of the ball, equal to 2-3 of its diameter) ⁵

На фиг. 1 изображено устройство для дегазации жидкости; на фиг. 2 — узел 1 фиг. 1; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2.FIG. 1 shows a device for degassing a liquid; in fig. 2 — node 1 of FIG. one; in fig. 3 is a section A-A in FIG. 2

Устройство содержит насос 1, нагнетательный трубопровод 2 с патрубком 3 входа жидкости, 20 камеру 4, внутри которой в круглом сечении установлен кавитационный элемент 5, выполненный в виде шара с полостью 6 в его центре, которая соединена с радиальными каналами 7,The device includes a pump 1, a discharge pipe 2 with a pipe 3 of the liquid inlet 20, a chamber 4, inside which a cavitation element 5 is installed in a circular section, made in the form of a ball with a cavity 6 in its center, which is connected to radial channels 7,

Шар соединен своей кормовой зоной с трубкой 25 8 выхода газа, снабженной радиальными отверстиями 9. Устройство содержит также патрубок 10 выхода газа, патрубок 11 выхода жидкости, сливной трубопровод 12, резервуар 13, трубопровод 14 подачи дегазированной жидкости пот- 30 ребителю, запорные краны 15 и 16, заправочный кран 17 и заправочную воронку 18.The ball is connected by its feed area with a gas outlet tube 25 8, equipped with radial holes 9. The device also contains a gas outlet nozzle 10, a liquid outlet nozzle 11, a drain pipe 12, a reservoir 13, a degassed liquid supply pipe 14 to the recuperator, and stop valves 15 and 16, the filling cock 17 and the filling funnel 18.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Насос I забирает жидкость из резервуара 13 и по нагнетательному трубопроводу 2 и 35 патрубку 3 входа жидкости подает в камеру 4, где жидкость обтекает кавитационный элемент 5, выполненный в виде шара. Поток жидкости ускоряется и в самом узком месте магистрального трубопровода достигает максимум скорое- ₄₀ ти и минимум давления. При снижений величины давления до некоторого значения Р_кр возникает кавитация в виде стационарной каверны.The pump I takes the liquid from the reservoir 13 and through the discharge pipe 2 and 35 to the nozzle 3 of the liquid inlet flows into the chamber 4, where the liquid flows around the cavitation element 5, made in the form of a ball. The fluid flow accelerates and, in the narrowest point of the main pipeline, reaches a maximum speed of ₄₀ and a minimum of pressure. When the pressure drops to a certain magnitude _{to the} values of P p cavitation occurs in the form of a stationary cavity.

1one

Кавитация начинается с выделения газа из жидкости при давлении, выше давления насыщенных паров, Величина Ρχρ зависит от газосодержания, и во всех случаях увеличение тазосодердержания ведет к увеличению Ρκφ и числа кавитации,' т. е. кавитация начинается при меньших скоростях жидкости и больших значениях давле- ⁵⁰ ния.Cavitation begins with the release of gas from a liquid at a pressure higher than the pressure of saturated vapor. The Ρχρ value depends on gas content, and in all cases an increase in gas holding leads to an increase in Ρκφ and cavitation number, i.e., cavitation starts at lower liquid velocities and high pressures - ⁵⁰ units.

Для удаления газов из потока жидкости в центре шара предусмотрена полость 6, которая объединяет выполненные в кормовой зоне шара в пределах телесного угла 160-170° радиальные каналы 7, один из которых, например расположенный по оси потока, сообщается трубкой 8 с патрубком 10 выхода газа. Выде4To remove gases from the fluid flow, a cavity 6 is provided in the center of the ball, which combines radial channels 7 made in the aft zone of the ball within a solid angle of 160-170 °, one of which, for example, located along the flow axis, communicates with a tube 8 with a gas outlet 10 . Vyde4

лившиеся газы через радиальные каналы 7 в шаре 5 поступают в полость 6 и из нее по трубке 8 поступают в патрубок 10 выхода газа, который соединен с вакуумной полостью, создаваемой, например, вакуум-насосом.The poured gases through the radial channels 7 in the ball 5 flow into the cavity 6 and from it through the tube 8 flow into the gas outlet pipe 10, which is connected to a vacuum cavity created, for example, by a vacuum pump.

Дегазированная жидкость по сливному трубопроводу 12 поступает в резервуар 13 и при необходимости может несколько раз пройти через камеру 4. Подача дегазированной жидкости потребителю осуществляется через трубопровод 14 и может осуществляться насосом 1 устройства для дегазации жидкости, при этом запорный кран 15 закрыт, а запорный кран 16 устанавливается в открытое положение. Трубка 8 имеет радиальные отверстия 9 по длине зоны пониженного давления, которая составляет 2 3 диаметра шара. Заправка жидкости в резервуар 13 осуществляется через заправочную воронку 18.The degassed liquid through the drain pipe 12 enters the tank 13 and, if necessary, can pass through chamber 4 several times. The degassed liquid is supplied to the consumer through pipeline 14 and can be carried out by the pump 1 of the device for degassing the liquid, while the stop valve 15 is closed and the stop valve 16 set to open position. The tube 8 has radial holes 9 along the length of the zone of reduced pressure, which is 2 3 the diameter of the ball. The filling fluid in the tank 13 is carried out through the filling funnel 18.

Предлагаемое устройство исключает унос выделившегося растворенного газа за пределы камеры и схлопывание_пузырьков на стенках камеры, что повышает эффективность дегазации и надежность устройства. Создание в потоке жидкости стационарной кавитационной каверны исключает необходимость затраты дополнительной энергии (например, на привод вакуумного насоса для откачки 2-фазного потока и повторного вакуумирования), а также снижает возможность попадания жидкости в вакуумную полость и тракт отвода выделившихся газов, что повышает общую эффективность и надежность работы устройства.The proposed device eliminates the discharge of released dissolved gas outside the chamber and the collapse of bubbles on the walls of the chamber, which increases the efficiency of degassing and reliability of the device. The creation of a stationary cavitation cavity in the fluid flow eliminates the need for additional energy costs (for example, driving a vacuum pump to pump out a 2-phase flow and re-evacuating), and also reduces the possibility of liquid entering the vacuum cavity and the exhaust gas path, which increases the overall efficiency and reliability of the device.

Расположение радиальных каналов в кормовой зоне шара в пределах телесного угла 160 170° позволяет отводить через них весь выделившийся на поверхности шара газ, так как именно в пределах этого телесного угла происходит отрыв жидкости от поверхности шара и начинается зона пониженного давления. Расположение радиальных отверстий в трубке отвода газа на расстоянии равном 2-3 диаметрам шара, позволяет отводить выделившиеся растворенные газы по всей длине создаваемой стационарной каверны, что повышает эффективность работы устройства для дегазации жидкости.The location of the radial channels in the stern area of the ball within the solid angle of 160 to 170 ° allows you to divert through them all the gas released on the ball's surface, because it is within this solid angle that the liquid separates from the ball's surface and the reduced pressure zone begins. The location of the radial holes in the gas exhaust tube at a distance of 2-3 diameters of the ball allows you to divert the released dissolved gases along the entire length of the stationary cavity created, which increases the efficiency of the device for degassing liquids.

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1. Устройство для дегазации жидкости, включающее камеру с патрубками входа жидкости и выхода жидкости и газа, в которой установлен кавитационный элемент, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса, дегазации, кавитационный элемент выполнен в виде шара с центральной полостью и радиальными каналами и снабжен трубкой с отверстиями, соединяющей один из каналов с патрубком выхода газа.1. A device for degassing a liquid, including a chamber with nozzles for entering a liquid and a liquid and gas outlet, in which a cavitation element is installed, characterized in that, in order to intensify the process, degassing, the cavitation element is designed as a ball with a central cavity and radial channels and equipped with a tube with holes connecting one of the channels with the gas outlet. 5 9158785 915878 2. Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что каналы выполнены в кормовой зоне шара в пределах телесного угла 160—170°, а отверстия в трубке выполнены на расстоянии от поверхности шара, равном 2-3 его диаметрам.2. The device according to claim 1, which is different in that the channels are made in the aft area of the ball within a solid angle of 160-170 °, and the holes in the tube are made at a distance from the ball's surface, equal to 2-3 of its diameters.