Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_6097
.pdf
Как уже было сказано, это условие повышает эффективность когезионной собирающей поверхности,
обеспечиваемой на цилиндрическом элементе. Остаточная влага и вода в паре после прохождения первой
ступени отделяются от движущегося потока по мере его прохождения через вторую ступень или
цилиндрический элемент.
Разумеется, очевидно, что собирающая поверхность должна быть сформирована на материале, обладающем
высокой способностью к смачиванию пленкообразующей жидкости, или, другими словами, легко
смачивающемся пленкообразующей жидкостью. Если сепаратор используется для отделения влаги от пара,
цилиндрический элемент должен быть изготовлен из материала, легко смачиваемого водой; кроме того,
следует позаботиться о том, чтобы собирающая поверхность была сформирована таким образом, чтобы
пленка практически равномерной толщины распределялась по всей собирающей поверхности. Важность
этого станет очевидной, когда станет ясно, что силы сцепления или когезии должны быть достаточными для
компенсации <RTI ID=5.6. Большая часть воды из выходящего пара не только находится внутри котла, но и
способна сбрасывать собранную ею воду непосредственно в котел без необходимости использования
ловушки. Таким образом, достаточно лишь предусмотреть ловушку достаточной вместимости, чтобы
справиться с относительно небольшим количеством воды, собранной на втором этапе.
Дополнительное преимущество аппарата, воплощающего наше изобретение, также достигается в случае его
использования с паровым котлом, работающим на воде, содержащей различное количество примесей.
Очевидно, что, когда котловая вода относительно свободна от растворенных или взвешенных веществ,
достаточно лишь небольших продувок, но если такие примеси присутствуют в больших количествах, продувки
следует соответственно увеличить.
Если котловая вода относительно свободна от примесей, то первичная ступень сепаратора удаляет
практически всю влагу, содержащуюся в отходящем паре, и очень мало воды отводится из вторичной ступени
наружу котла. Однако по мере увеличения количества примесей в котле из вторичной ступени удаляется
большее количество воды, поскольку отходящий пар содержит больше влаги, и, следовательно, из вторичной
ступени и, соответственно, из маслоотделителя отводится большее количество воды.
Этот факт делает ненужным увеличение количества продувок, но позволяет эксплуатировать котел с
практически тем же количеством и объемом продувок, что и в случаях, когда котловая вода сравнительно
свободна от примесей.
В модифицированном варианте аппарата, воплощающего наше изобретение и который может использоваться
в любой точке паропровода или трубопровода, обе ступени сепаратора выполнены в единой конструкции,
которая может быть подключена к паропроводу или магистрали, состоящей из стандартных паропроводов, а
камера получает пар через кольцевой входной патрубок, снабженный кольцевым рядом наклонных лопаток.
Пар, поступающий во входной патрубок, принимается через фланцевое отверстие и паропровод, частично
окружающий вторую ступень сепаратора.
Вторичная ступень включает в себя цилиндрический элемент и сборную камеру.
Цилиндрический элемент снабжен собирающей поверхностью, аналогичной ранее описанной поверхности.
Между элементом и выступом, который является частью короткого цилиндрического участка, соединенного с
изогнутым каналом подачи жидкости, заканчивающимся фланцевым отверстием, предусмотрен зазор.
Выпускное отверстие камеры соединено трубопроводом с любым известным типом пароотводчика с целью
подачи воды, собранной на первой стадии, в любой резервуар, поддерживаемый под давлением ниже
давления пара, например, под атмосферным давлением. Выпускное отверстие вторичной накопительной
камеры соединено с каналом, который может быть выполнен заодно с камерой и другими сопутствующими
частями и который на части своей длины проходит через канал подачи пара к первой ступени.
В этом канале также предусмотрен пароотводчик обычной формы для отвода воды, собранной в камере, и
одновременно для предотвращения падения давления внутри камеры.
Для того чтобы прояснить, как мы сейчас считаем, правильное соотношение пропорций деталей, можно
заявить, что если внутренний диаметр фланцевого парового отверстия составляет приблизительно 4 дюйма,
то внутренний диаметр камеры составляет приблизительно 8 дюймов, то внутренний диаметр
цилиндрического элемента, плеча и канала составляет приблизительно 4 дюйма, а ширина зазора составляет
приблизительно 318 дюймов.
Очевидно, что описанные здесь устройство и метод могут быть использованы для отделения посторонних
примесей, таких как пыль или другие твердые вещества, от газообразных жидкостей, например, доменного
или генераторного газа, и что в тех случаях, когда такие примеси необходимо извлечь из жидкости, будут
предусмотрены средства для подачи воды или аналогичной жидкости в первую ступень сепаратора вместе с
обрабатываемой жидкостью. Если в первую ступень ввести достаточное количество жидкости, то может не
потребоваться введение дополнительной жидкости для смачивания цилиндрической собирающей
поверхности, используемой во второй ступени. Однако для смачивания этой поверхности на второй этап
может быть введена дополнительная жидкость путем создания кольцевого ряда небольших входных
отверстий вокруг и вблизи дна цилиндрического элемента. Источник подачи жидкости будет размещен в
сообщении с этими отверстиями и будет поддерживаться при достаточном напоре, чтобы на цилиндрической
собирающей поверхности оставалась лишь пленка жидкости желаемой толщины.
В одном из вариантов осуществления нашего изобретения первичная ступень может располагаться только в
пределах корпуса котла. В этом случае вторичная ступень выполнена как часть сопла котла и, следовательно,
расположена вне корпуса котла. Это выгодно, поскольку устраняет необходимость подачи воды, собранной на
вторичной ступени, через корпус котла наружу, и, следовательно, упрощает установку сепаратора.
Стенки накопительной камеры выполнены как неотъемлемая часть патрубка котла, который, как это принято,
снабжен соответствующими фланцами для крепления к корпусу котла, а также к паропроводу или коллектору.
Первая ступень, вместе с направляющими лопатками, выполнена как отдельный элемент, а выходное
отверстие этой ступени снабжено цилиндрическим фланцем, имеющим наружную резьбу на внешнем конце и
предназначенным для ввинчивания в резьбовую часть сопла, так что он фактически образует продолжение на
верхней части собирающей поверхности.
При такой конструкции жидкость, собранная на первой ступени, сливается обратно в котел по трубопроводу,
но выпускное отверстие, сообщающееся с накопительной камерой вторичной ступени, расположено снаружи
корпуса котла и, следовательно, может быть напрямую соединено с помощью соответствующего
трубопровода с ловушкой, расположенной снаружи корпуса котла. Хотя данная компоновка аппарата
обладает указанными выше преимуществами, она также имеет преимущества, описанные ранее.
Также очевидно, что в описанное устройство могут быть внесены различные другие изменения, дополнения и
исключения, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения.
Полная спецификация. Усовершенствования в области извлечения посторонних веществ из жидкостей или
газов.
Мы, компания JAMES GORDON & COMPANY LIMITED, расположенная по адресу: Виндзор Льюис, Ксингсуэй,
Лондон, Западная Каролина, Великобритания, британская компания, настоящим заявляем о характере
данного изобретения (сообщение, полученное нами из-за рубежа от корпорации The Llagan Corporation,
Питтсбург, Пенсильвания, США, корпорации, организованной и существующей в соответствии с законами
штата Пенсильвания), а также о способе его осуществления, который будет подробно описан и установлен в
следующем заявлении: Данное изобретение относится к сепараторам, используемым для отделения
посторонних материалов от жидкостей или газов.
Целью изобретения является создание сепаратора, способного удалять посторонние примеси из потока
жидкости, движущегося с относительно высокой скоростью, который был бы проще по конструкции, проще и
эффективнее в эксплуатации, чем сепараторы, использовавшиеся и известные нам ранее.
Дальнейшей и более конкретной целью изобретения является создание сепаратора, обладающего
указанными выше структурными и функциональными характеристиками, который специально приспособлен
для отделения влаги или воды от пара, так что подаваемый пар будет иметь приблизительно теоретические
характеристики так называемого «сухого и насыщенного» пара.
Еще одной целью изобретения является создание нового и усовершенствованного метода извлечения
посторонних примесей из потока газообразной жидкости, движущейся с относительно высокой скоростью,
который обеспечивает более высокий процент разделения, чем методы, используемые в настоящее время и
известные нам.
Эти и другие цели, которые станут более очевидными в дальнейшем описании нашего изобретения,
достигаются с помощью описанных здесь метода и устройства.
На прилагаемых чертежах: — На рисунке 1 представлен поперечный разрез аппарата, воплощающего наше
изобретение, показанный в сочетании с фрагментарным поперечным разрезом корпуса парогенератора,
такого как дистиллятор, испаритель или паровой котел.
На рисунке 2 представлен поперечный разрез модифицированной фермы, оснащенной устройством,
изображенным на рисунке 1.
На рисунке 3 представлен поперечный разрез по линии 3-3 на рисунке 2.
На рисунке 4 представлен поперечный разрез лопаток, являющихся деталью нашего изобретения.
На рисунке 5 представлен поперечный разрез дальнейшей модификации аппарата, воплощающего наше
изобретение.
До настоящего времени существовала возможность извлечь часть посторонних примесей, уносимых потоком
газообразной жидкости, но даже в условиях относительно низкой скорости потока жидкости создание
аппарата, способного удалить практически все посторонние примеси из жидкости, было практически
нецелесообразным с точки зрения первоначальных и эксплуатационных затрат. Также удалось удалить часть
воды, переносимой потоком пара, движущимся с высокой скоростью, однако до сих пор не удалось создать
сепаратор или метод обработки пара, движущегося с высокой и переменной скоростью, который бы удалял
практически всю постороннюю влагу, уносимую паром, и обеспечивал бы получение пара, по характеристикам
приближающегося к «сухому и насыщенному» пару, когда пар изначально содержит высокий процент влаги.
Благодаря нашему изобретению стало возможным отделять постороннюю влагу и другие примеси от пара,
вырабатываемого котлом или генератором, даже при плохом заполнении генератора паром, и получать
практически чистый сухой пар без необходимости использования устройств вторичного нагрева или
перегрева.
При осуществлении метода, представляющего собой вариант осуществления нашего изобретения, мы
подвергаем быстро движущийся поток обрабатываемой жидкости двухступенчатой сепарационной обработке.
На первом этапе мы создаём вихревое движение в потоке обрабатываемой жидкости и обеспечиваем
средства для извлечения той части постороннего вещества, например воды, которая выбрасывается наружу в
результате центробежного воздействия. С целью в некоторой степени повысить эффективность
центробежного воздействия при удалении посторонней воды мы считаем желательным резко изменить
линейное направление потока жидкости, подвергающейся интенсивному вихревому воздействию.
Мы также обнаружили, что, хотя значительная часть посторонних примесей, таких как вода, переносимых
паром, может быть удалена таким образом с помощью одноступенчатого сепаратора, существенное
количество влаги либо остается в движущемся потоке, либо снова уносится им, и полного или адекватного
разделения добиться невозможно. По этой причине мы пришли к выводу, что для извлечения посторонних
примесей, остающихся в потоке после прохождения им первого этапа, необходимо использовать второй этап.
В предпочтительной для нас конструкции аппарата, которая будет более подробно описана далее, мы резко
меняем линейное направление потока пара или газообразного вещества, когда поток вращается или образует
вихрь с высокой скоростью.
Затем мы уменьшаем диаметр вихревого потока и одновременно, или практически одновременно с
уменьшением диаметра, подвергаем поток воздействию сцепления непроницаемой собирающей поверхности,
такой как смоченная поверхность. В таких условиях относительно большая часть потока жидкости
подвергается воздействию сцепления смоченной или когезивной поверхности, поскольку поток, движущийся
мимо смоченной поверхности, сохраняет свое вихревое движение и становится менее однородным с точки
зрения линейного течения, так как равномерное линейное течение не устанавливается из-за возмущений,
вызванных резким изменением направления потока, уменьшением диаметра потока и скоростью вихревого
движения, придаваемой потоку.
Предпочтительно, собирающая поверхность представляет собой цилиндрическую поверхность,
определяющую площадь поперечного сечения, а также линейное направление потока, и которая может
смачиваться жидкостью, собранной из проходящего через нее потока. Такая поверхность особенно
эффективна при использовании в описанных выше условиях, поскольку вихревая скорость потока стремится
перемещать оставшийся посторонний материал, такой как жидкость, переносимая потоком, наружу под
действием центробежной силы и приводить его в контакт с собирающей поверхностью, где он образует
однородную тонкую пленку, что является необходимым условием для предотвращения повторного попадания
собранной влаги внутрь.
Если позволить влаге накапливаться на собирающей поверхности в виде капель или относительно толстой
пленки вместо тонкой, однородной пленки, то быстро движущийся поток, проходящий мимо собирающей
поверхности, разрушит капли или часть пленки, превратив их в мелкий аэрозоль, который будет снова унесен
потоком и вынесен из сепаратора. Следовательно, необходимо поддерживать пленку достаточно тонкой,
чтобы действующая на нее сила сцепления предотвращала повторное увлечение быстро движущимся
потоком жидкости.
Разумеется, очевидно, что это благоприятное условие не будет существовать, если на смоченную
поверхность будет выброшено или собрано большое количество влаги или жидкости, или даже если
небольшое количество жидкости со временем накопится на собирающей поверхности в виде капель или
капель. По этой причине мы используем первичную стадию, которая удаляет большую часть влаги или
жидкости, переносимой потоком, и, следовательно, предотвращает попадание больших количеств влаги или
жидкости на собирающую поверхность, а также используем собирающую поверхность, состоящую из
материала, который легко смачивается жидкостью, извлекаемой из потока жидкости.
Благодаря такому сочетанию элементов мы обеспечиваем образование равномерной тонкой пленки жидкости
на собирающей поверхности, поскольку, как уже было сказано, большая часть жидкости, увлекаемой потоком,
удаляется на первом этапе, а высокая способность собирающей поверхности удерживать относительно
небольшое количество жидкости, собранной на втором этапе, обеспечивает равномерное распределение
этой жидкости в виде тонкой пленки, распределенной по всей собирающей поверхности.
Хотя мы понимаем, что центробежная сила до настоящего времени использовалась для удаления
посторонней воды из пара, а также для удаления посторонних примесей из других газообразных жидкостей,
движущихся с высокой скоростью, и что также применялся принцип воздействия на газообразные жидкости
смоченной поверхностью, мы считаем, что мы первыми применили двухступенчатый сепаратор,
воплощающий оба принципа и сконструированный и расположенный таким образом, что одна ступень
способствует эффективности другой таким образом, что объединенное устройство обеспечивает отделение
практически всех посторонних примесей от жидкости, движущейся с высокой линейной скоростью.
Мы обнаружили, что, хотя увлажненная поверхность, используемая в условиях, описанных выше, весьма
эффективна для первоначального сбора посторонних веществ, таких как вода, из газообразной жидкости,
например, пара, возникают некоторые трудности с удалением воды или вещества с поверхности и
предотвращением, по крайней мере, всей их значительной части, повторного уноса быстро движущимся
потоком.
Одна из особенностей нашего изобретения, которая будет более подробно описана ниже, заключается в том,
что мы формируем и располагаем собирающую поверхность таким образом, чтобы захватывающее действие
быстро движущегося потока способствовало сбору воды или постороннего вещества, прилипшего к
смоченной поверхности, перемещая его вдоль поверхности до точки, где захватывающее действие потока
настолько ослабляется и компенсируется другой силой, что практически отсутствует тенденция к
образованию и взрыву или распаду капель воды или постороннего вещества на более мелкие капли или
брызги, которые затем снова захватываются потоком.
Устройство, воплощающее наше изобретение и используемое для осуществления нашего
усовершенствованного метода, включает камеру a, снабженную входным отверстием для жидкости b и
выходным отверстием для жидкости c. В этой камере предусмотрены средства для создания высокой
скорости вращения жидкости, проходящей через камеру, при этом выходное отверстие предпочтительно
расположено относительно входного отверстия таким образом, чтобы линейное направление потока жидкости
резко менялось, в то время как жидкость подвергается интенсивному вихревому воздействию.
Как показано на рисунке, входное отверстие b имеет кольцевую форму, окружает выходное отверстие c и
снабжено рядом наклонных направляющих лопаток ci, которые придают жидкости, поступающей в камеру a,
вихревую или вращательную скорость. Входное и выходное отверстия для жидкости расположены в верхней
части камеры, при этом камера снабжена цилиндрической боковой стенкой, расположенной рядом с внешним
периферийным краем кольцевого входного отверстия. При такой конструкции аппарата пар или жидкость,
движущаяся с высокой скоростью, поступает в камеру практически по всей периферии ее цилиндрической
стенки, а лопатки придают ей высокую вращательную или вихревую скорость. Эта вращательная скорость
стремится выбрасывать и действительно выбрасывает посторонний материал, такой как вода, переносимая
потоком, наружу, где он соприкасается с цилиндрической стенкой камеры.
Отделенная таким образом жидкость, действующая из основной части вихревого потока, самотеком
опускается на дно камеры, откуда выводится через отверстие e, расположенное в дне камеры
непосредственно рядом с цилиндрической стенкой.
Предпочтительно, чтобы это отверстие было выполнено и расположено таким образом, чтобы оно не
препятствовало вихревому движению газообразной жидкости, проходящей через камеру, и не мешало
вихревому движению посторонней жидкости, скапливающейся на дне камеры, поскольку в большинстве
случаев желательно поддерживать противоток в скапливающейся посторонней жидкости, чтобы она могла
выходить из камеры под давлением, равным давлению источника подачи пара или жидкости, поступающей в
камеру.
Особенностью нашего изобретения и воплощающего его устройства является то, что цилиндрическая
поверхность камеры a, на которую направляется жидкость или влага, расположена таким образом, что она
находится на относительном расстоянии от области обратного направления потока и расположена
относительно выходного отверстия таким образом, что между ней и выходным отверстием G отсутствует
непрерывный сульфатный слой, вдоль которого жидкость или влага могут перемещаться к выходному
отверстию и через него под действием быстро движущегося потока жидкости.
Когда сепаратор используется в качестве пароотделителя и расположен внутри корпуса j парового котла или
генератора, как схематически показано на рисунке 1, мы предусмотрели в отверстии e выступающую вниз
выпускную трубу 9, которая опускается ниже уровня воды, поддерживаемого в полости.
При описанном выше расположении входного отверстия b и выходного отверстия c становится очевидно, что
поток, проходящий через камеру a, не только резко меняет направление своего линейного течения, но и что
площадь поперечного сечения потока существенно уменьшается по мере того, как жидкость движется к
выходному отверстию c и проходит через него. Описанное устройство можно назвать начальной стадией
сепаратора, и оно осуществляет частичное отделение постороннего материала от потока газообразной
жидкости, проходящего через него.
Вторичная ступень сконструирована и расположена таким образом, что принимает поток жидкости,
прошедший через первую ступень.
Как уже было сказано, его функция заключается в извлечении или отделении от потока посторонних
примесей, которые не были удалены на первом этапе.
Как показано на рисунке 1, эта вторичная ступень состоит из цилиндрического элемента h и собирающей
камеры j, которая снабжена выходным отверстием для жидкости k, расположенным в нижней части или
вблизи нее. Цилиндрический элемент изображен в виде кольцевого фланца, окружающего отверстие c, а его
внутренняя поверхность образует собирающую поверхность, которая ограничивает и направляет поток
жидкости, выходящей из выходного отверстия c. Предпочтительно, чтобы эта собирающая поверхность была
качественно обработана и могла быть снабжена отдельными средствами для ее смачивания. Если сепаратор
используется в качестве пароотделителя, то влага, собираемая из пара, проходящего через сепаратор, будет
поддерживать поверхность влажной и, следовательно, повысит ее эффективность в качестве
влагоуловительной поверхности.
Цилиндрический элемент h выполнен и расположен таким образом, чтобы между ним и прилегающим краем
проводника или канала m, по которому жидкость, прошедшая через сепаратор, образовывался кольцевой
зазор 1 значительной ширины. Для удобства изготовления и сборки зазор l показан образованным между
цилиндрическим элементом h и отдельно сформированным выступом n, имеющим тот же внутренний
диаметр, что и основная часть цилиндрического элемента h, а также канал или проток для жидкости m, и
который также расположен аксиально относительно этих двух элементов.
Как показано на рисунке, указанный выступ n образован как неотъемлемая часть кольцевой крышки o, которая
образует закрытие для сборной камеры It и которая также служит опорой для короткого участка трубопровода,
являющегося частью трубопровода подачи жидкости m.
При такой конструкции аппарата становится очевидно, что поток жидкости, выходящий из камеры а,
принимается цилиндрическим элементом h и удерживается и направляется этим элементом. Как уже было
сказано, потоку жидкости, проходящему через первую ступень или камеру a, придается вращательное
движение, и жидкость подается к цилиндрическому элементу h до того, как будет исчерпана скорость
вращения, и пока поток все еще находится под возмущающим влиянием резкого изменения направления
потока и резкого уменьшения площади поперечного сечения. Таким образом, становится очевидным, что
внутренняя периферийная поверхность цилиндрического элемента h будет особенно эффективна в сборе
посторонних примесей, таких как вода и влага, из потока жидкости, поскольку значительная часть жидкости,
составляющей поток, будет фактически контактировать с этой поверхностью на начальных стадиях
формирования равномерного и более или менее стратифицированного потока; кроме того, остаточная
скорость вращения жидкости также будет вызывать перемещение посторонних примесей наружу и их контакт
с собирающей поверхностью.
В случае использования сепаратора в качестве пароотделителя, влага, собранная из потока пара,
проходящего через цилиндрический элемент, подвергается воздействию быстро движущегося потока.
потоком, но особенности поверхности цилиндрического элемента h приводят к тому, что вода растекается
тонкой пленкой по всей собирающей поверхности, и, следовательно, когезионное взаимодействие между
пленкой и поверхностью предотвращает отрыв воды или влаги от поверхности и их повторное увлечение
потоком жидкости. Однако эта пленка воды перемещается по спирали к кольцевому зазору l, поскольку она
подвержена влиянию как линейного, так и вихревого движения потока жидкости, проходящего через
цилиндрический элемент h.
Верхний конец цилиндрического элемента h выполнен таким образом, что собирающая поверхность
расширяется наружу в сторону кольцевого зазора 7 до диаметра, превышающего внутренний диаметр
основной части цилиндрического элемента it, но не до такой степени, чтобы вызвать существенное частичное
расширение жидкости, составляющей поток.
При такой конструкции жидкая пленка движется вверх вдоль поверхности цилиндрического элемента h и вниз
по конической части внешней поверхности этого элемента. Увлекающее действие жидкости, проходящей
через цилиндрический элемент h, толкает жидкую пленку вдоль собирающей поверхности по спирали; и это
увлекающее действие жидкости, вместе с силой сцепления, предотвращает увеличение толщины потока
жидкости при его прохождении через расширенную часть собирающей поверхности, где увлекающая сила
постепенно уменьшается по мере движения пленки наружу к верхнему краю цилиндрического элемента 71, и
где сопротивление потоку пленки возрастает из-за постепенно увеличивающегося диаметра пути потока
пленки.
Тенденция к скоплению пленки в виде шариков или капель на верхнем крае цилиндрического элемента h
компенсируется или фактически минимизируется, поскольку пленка, достигнув этого края, движется по
спирали со значительной угловой скоростью и там соприкасается с внутренней сужающейся внешней
поверхностью цилиндрического элемента h. Доказуемый факт заключается в том, что в таких условиях
течения жидкая пленка будет двигаться внутрь вдоль поверхности, расположенной под углом к оси вращения,
с большей скоростью, чем вдоль цилиндрической поверхности, параллельной ее оси; возможно, потому что
поверхность, расположенная под углом, обеспечивает путь с уменьшающимся сопротивлением потоку,
поскольку она представляет собой путь постепенно уменьшающегося потока вокруг оси вращения.
За неимением лучшего термина для описания явления, вызывающего спиральное движение жидкой пленки
внутрь вдоль поверхности под углом к оси ее вращения, мы будем использовать термин
центростремительная сила, поскольку сила, вызывающая движение жидкой пленки внутрь, противодействует
центробежной силе, и движение жидкости, возникающее в результате действия этой силы, противодействует
движению, которое было бы вызвано центробежной силой.
Таким образом, становится очевидным, что цилиндрический элемент 1, подобный изображенному на рисунке,
предотвратит или значительно минимизирует тенденцию жидкости, образующей пленку, к образованию
капель или глобул на краю кольцевого зазора 1, и что, следовательно, будет наблюдаться незначительное
или полное отсутствие повторного уноса жидкости, собранной из движущегося потока, но практически вся,
если не вся, собранная таким образом жидкость будет собрана в собирающей камере, где она больше не
подвергается воздействию уносящих сил и из которой может быть сброшена через отверстие или выходное
отверстие k.
Мы обнаружили, что, сужая внешнюю поверхность цилиндрического элемента в кольцевом зазоре I, как
показано на рисунке, мы можем не только уменьшить тенденцию к повторному захвату жидкости в зазоре, но и
в значительной степени предотвратить образование капель жидкости на верхнем крае собирающей
поверхности, таким образом, чтобы сужение внешней поверхности элемента происходило так, что жидкость из
пленки будет переноситься вниз и от зазора так называемым «центрострепельным» действием так же быстро,
если не быстрее, чем она поступает к краю зазора. Таким образом, в представленном устройстве мы не
только минимизируем эффект захвата, расширяя поверхность в зазоре, но и компенсируем тенденцию к
образованию глобул за счет комбинированного действия силы сцепления и так называемой
«центростремительной» силы.
На рисунке 1 показан двухступенчатый сепаратор, расположенный внутри корпуса парогенератора f и
связанный с патрубком подачи пара генератора. Сепаратор расположен внутри парового пространства или
парового барабана генератора и предпочтительно размещается непосредственно рядом с патрубком подачи
пара. Кольцевая перегородка p установлена на верхнем крае цилиндрической стенки приемной камеры a и
предпочтительно выступает наружу до точки, прилегающей к оболочке ;7t.
Эта перегородка препятствует попаданию крупных капель воды, переносимых паром, и, следовательно, в
некоторой степени защищает входной патрубок b первой ступени.
Принцип работы аппарата можно кратко описать следующим образом: пар из верхней части парового
барабана или паровой камеры поступает через отверстие b и проходит вниз через лопатки d. Лопатки
придают проходящему через них пару вращательную или вихревую скорость и подают пар в виде вихревого и
направленного вниз кольцевого потока к дну приемной камеры.
Вращательная или вихревая скорость, придаваемая потоку пара, эффективно выбрасывает воду, уносимую
потоком, наружу и к цилиндрической стенке указанной камеры, так что вода собирается на стенке и под
действием силы тяжести опускается на дно камеры. Однако так называемое центростремительное действие,
о котором уже упоминалось, приводит к тому, что часть собранной воды перемещается внутрь вдоль дна
камеры к вихрю закручивающегося потока и снова вовлекается в вихрь в виде мелкодисперсных брызг.
Вихревой поток меняет направление своего линейного течения после входа в камеру a и, вращаясь с высокой
скоростью, затем направляется вверх к выходному отверстию c. Резкое изменение направления размаха и
резкое уменьшение площади потока создают возмущение в потоке при его входе в цилиндрический элемент.
Как уже было сказано, это условие повышает эффективность когезионной собирающей поверхности,
обеспечиваемой на цилиндрическом элементе h. Остаточная влага и вода в паре после прохождения им
первой ступени отделяются от восходящего потока при его прохождении через вторую ступень или
цилиндрический элемент.
Разумеется, очевидно, что собирающая поверхность должна быть сформирована на материале, обладающем
высокой способностью к смачиванию пленкообразующей жидкости, или, другими словами, легко
смачивающемся пленкообразующей жидкостью. Если сепаратор используется для отделения влаги от пара,
цилиндрический элемент 4 должен быть изготовлен из материала, легко смачиваемого водой, и, кроме того,
следует позаботиться о том, чтобы собирающая поверхность была сформирована таким образом, чтобы
пленка практически равномерной толщины распределялась по всей собирающей поверхности. Важность
этого станет очевидной, когда станет ясно, что силы сцепления или когезии должны быть достаточными для
компенсации тенденции быстро движущегося потока жидкости повторно увлекать жидкость или посторонний
материал, собранный на собирающей поверхности.
Жидкость, составляющая пленку, движущуюся вдоль собирающей поверхности, перемещается в пределах
собирающей камеры j под воздействием действующих на нее сил и, наконец, собирается в указанной камере,
после чего выводится из этой камеры через отверстие k и соответствующий трубопровод k1.
Поскольку давление жидкости внутри накопительной камеры j несколько ниже давления в источнике жидкости,
образующей поток, в трубопроводе k следует использовать какое-либо средство, например, водоотводчик,
для сбора и сброса жидкости, независимо от того, возвращается ли жидкость обратно в источник или
сбрасывается в область с более низким давлением.
Важной особенностью нашего изобретения является то, что его можно эффективно использовать в паровом
котле без необходимости применения относительно больших пароотводчиков или пароотводчиков
достаточного размера для удаления всей воды или влаги, отделяемой от выходящего пара. Это объясняется
тем, что первая ступень сепаратора, отделяющая большую часть воды от отходящего пара, не только
расположена внутри котла, но и способна сбрасывать собранную ею воду непосредственно в котел без
необходимости использования ловушки; поэтому достаточно предусмотреть ловушку достаточной емкости
для сбора относительно небольшого количества воды, собранной на второй ступени.
Все сопутствующие преимущества аппарата, воплощающего наше изобретение, также достигаются в случае
его использования с паровым котлом, работающим на воде, содержащей различное количество примесей.
Очевидно, что, когда котловая вода относительно свободна от растворенных или взвешенных веществ,
достаточно лишь небольших продувок, но если такие примеси присутствуют в больших количествах, продувки
следует соответственно увеличить.
Если котловая вода относительно свободна от примесей, то первичная ступень сепаратора удаляет
практически всю влагу, содержащуюся в отходящем паре, и из вторичной ступени в котел выводится очень
мало воды. Однако по мере увеличения содержания примесей в котле из вторичной ступени удаляется
большее количество воды, поскольку отходящий пар содержит больше влаги, и, следовательно, из вторичной
ступени и, соответственно, из котла выводится большее количество воды.
Этот факт делает ненужным увеличение количества продувок, но позволяет эксплуатировать котел с
практически тем же количеством и объемом продувок, что и в случаях, когда котловая вода относительно
свободна от примесей.
В модифицированном виде (см. рис. 2) устройство, воплощающее наше изобретение и которое может
использоваться в любой точке паропровода или трубопровода, как показано на рисунке, обе ступени
сепаратора выполнены в единой конструкции, которая может быть подключена к паропроводу или
магистрали, состоящей из стандартных паропроводов. Как показано на рисунке, камера a1 получает пар через
кольцевой входной патрубок b1, снабженный кольцевым рядом наклонных лопаток d1. Пар, поступающий
через входной патрубок b1, принимается через фланцевый патрубок g1 и паропровод g2, который частично
окружает вторичную ступень сепаратора.
Вторичная ступень включает цилиндрический элемент h1 и сборную камеру j1. Предусмотрен цилиндрический
элемент h1 с собирающей поверхностью, аналогичной поверхности, описанной ранее в связи с рисунком 1.
Между элементом и выступом ml, который является частью короткого цилиндрического участка, предусмотрен
зазор 1' с изогнутым каналом для подачи жидкости r, заканчивающимся фланцевым отверстием s.
Выпускное отверстие e1 камеры a1 соединено трубопроводом (не показан) с любым известным типом
пароотводчика с целью подачи воды, собранной на первой ступени, в любой резервуар, поддерживаемый при
давлении ниже давления пара, например, при атмосферном давлении. Выпускное отверстие j2 вторичной
накопительной камеры j1 сообщается с каналом u, который может быть выполнен заодно с камерой и другими
сопутствующими частями и который на части своей длины проходит через канал подачи пара к первой
ступени.
В этом проходе также имеется пароотвод (не показан) обычной формы, предназначенный для отвода воды,
собранной в камере, и одновременно для предотвращения падения давления внутри камеры.
Для того чтобы прояснить, какие, по нашему мнению, пропорции деталей являются правильными, можно
отметить, что если фланцевое паровое отверстие gl имеет внутренний диаметр приблизительно 4 дюйма,
внутренний диаметр камеры a1 составляет приблизительно 8 дюймов, цилиндрический элемент h1, выступ
m1 и канал r имеют внутренний диаметр приблизительно 4 дюйма, а зазор l1 имеет ширину приблизительно
3/8 дюйма.
На рисунке 3 показан разрез, иллюстрирующий в плане входные отверстия b1 и лопатки dl. Наклон и
относительное расстояние между лопастями dl показаны на рисунке 4.
Очевидно, что представленное здесь устройство и описанный здесь метод могут быть использованы для
отделения посторонних примесей, таких как пыль или другие твердые вещества, от газообразных жидкостей,
например, доменного или генераторного газа, и что в тех случаях, когда такие примеси необходимо извлечь из
месторождения, будут предусмотрены средства для подачи воды или аналогичной жидкости в первую ступень
сепаратора вместе с обрабатываемой жидкостью. Если в первую ступень ввести достаточное количество
жидкости, то не потребуется вводить дополнительную жидкость для смачивания цилиндрической собирающей
поверхности, используемой во второй ступени. Однако, для смачивания этой поверхности во вторую ступень
может быть введена дополнительная жидкость путем создания кольцевого пучка небольших входных
отверстий вокруг и вблизи дна цилиндрического элемента h. Источник подачи жидкости будет размещен в
сообщении с этими отверстиями и будет поддерживаться при достаточном напоре, чтобы на цилиндрической
собирающей поверхности оставалась лишь пленка жидкости желаемой толщины.
На рисунке 5 показан вариант осуществления нашего изобретения, в котором внутри корпуса котла
расположена только первичная ступень. Как показано на рисунке, вторичная ступень выполнена как часть
патрубка котла и, следовательно, расположена снаружи корпуса котла. Это выгодно, поскольку устраняет
необходимость подачи воды, собранной вторичной ступенью, через корпус котла наружу, и, таким образом,
упрощает установку сепаратора.
Как показано на рисунке, патрубки сборной камеры j выполнены как неотъемлемая часть патрубка котла v,
который, как обычно, снабжен соответствующими флажками для крепления к корпусу котла, а также к
паропроводу или коллектору.
Первая ступень, вместе с направляющими лопатками d, выполнена как отдельный элемент, а выходное
отверстие c этой ступени снабжено цилиндрическим фланцем x, который имеет наружную резьбу на своем
наружном конце и предназначен для ввинчивания в резьбовую часть x1 сопла x, так что он фактически
образует продолжение на переднем конце собирающей поверхности it.
При такой конструкции жидкость, собранная на первой ступени, сливается обратно в котел через трубопровод
g, как показано на рисунке 1; однако выпускной патрубок j2, сообщающийся с накопительной камерой
вторичной ступени, расположен вне корпуса котла и, следовательно, может быть напрямую соединен с
помощью соответствующего трубопровода y с ловушкой, расположенной вне корпуса котла. Хотя данная
компоновка аппарата обладает указанными выше преимуществами, она также имеет преимущества, которые
были описаны ранее в связи с аппаратом, изображенным на рисунке 1.
Также очевидно, что в изображенное устройство могут быть внесены различные другие изменения,
дополнения и исключения, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения.
Буква А обозначает нормальный водопровод котла.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_289193.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=289193&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB289193A
[]
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в траловом орудии.
Я, Артур Годфри, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Кингс-стрит, 252, Абердин,
настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующую природу: данное изобретение относится к
средству, обычно называемому «Дэн Лено», для соединения заземляющего кабеля с каждым крылом
траловой сети, причем такое средство служит для направления сети через препятствия на морском дне.
В обычном виде конструкция «Дэн Лено» представляет собой прямоугольную деревянную стойку, заточенную
с обоих концов и обутую в металлическую башмачок на нижнем конце; каждая такая стойка, которых всего
две, снабжена съемными креплениями для сетки.
Соседние файлы в папке патенты