Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10694
.pdf
Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем, что характер данного изобретения и способ
его осуществления будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для удаления твердых частиц из жидкой суспензии,
и в частности к способу и устройству для удаления твердых частиц, имеющих скорость осаждения выше
установленного минимума.
Ранее было предложено первоначально удалять мелкие частицы и более мелкие материалы из жидкости
путем седиментации, при этом такие частицы удаляются механическим соскабливанием в
классификационном аппарате, в котором частицы перемешиваются для разделения друг от друга, при этом
частицы удаляются из классификатора, а более мелкие материалы возвращаются в седиментационную
камеру.
Было установлено, что с помощью известных приборов невозможно удалить более мелкие частицы или
органические вещества, которые все еще содержатся в песке, поскольку последний достигает поверхности
жидкости в классификационном аппарате, так как их недостаточно.
глубина жидкости, которую необходимо перенести, органическое вещество в этот момент. Важной целью
данного изобретения является создание устройства, позволяющего удалять меньшее количество медленно
оседающих твердых частиц, таких как органические вещества, достигших этой точки, с помощью нового
устройства для предотвращения перелива.
Еще одной целью является «обеспечение эффективного и непрерывного аппарата для механической очистки
канализационных отходов, для чего и предназначено воплощение изобретения, подробно описанное ниже».
Согласно современной практике, сточные воды пропускаются по длинным параллельным каналам, в которых
оседают мелкие частицы песка.
Эти каналы последовательно заделываются, когда собирается достаточное количество песка, который затем
удаляется ковшами или граблями. Поскольку вместе с удаленным таким образом абразивом неизбежно
содержится значительное количество органических веществ [Цена 1/-], необходимо подвергнуть абразив
промывке для удаления таких органических веществ, которые в противном случае сделали бы абразив крайне
неприятным на ощупь.
Хотя различные виды оборудования для мокрой классификации сточных вод известны уже давно, до
настоящего времени было признано нецелесообразным отделять песок от сточных вод стандартными
методами мокрой классификации или оборудованием, успешно применяемым в других областях, из-за
относительно небольшого количества песка в обычных сточных водах, больших колебаний уровня сточных
вод между сухим и ливневым стоком, и особенно из-за сложности отделения от песка определенных видов
твердых частиц, включая некоторые липкие частицы, а также тряпки, бумагу и тому подобное, которые не
могут быть эффективно удалены стандартными методами классификации и которые, как правило, делают
такие механизмы классификации неприглядными и неприятными на вид после непродолжительного
использования. Для удобства все твердые вещества в сточных водах, за исключением песка, будут далее
обозначаться как органические вещества.
Было установлено, что целесообразно использовать возвратно-поступательный механизм граблей, подобный
тому, который применяется в стандартных аппаратах для влажной классификации, поскольку
возвратно-поступательное движение очень эффективно для обеспечения именно того количества
перемешивания, которое необходимо, а конструкция и принцип работы этого типа классификационных
аппаратов были тщательно разработаны и широко известны. 90 Для работы классификационного аппарата
такого типа требуется наклонное дно в отсеке, в котором он находится, при этом песок выгружается через
верхнюю часть такого дна, расположенную значительно выше уровня воды.
Наклон дна сортировочного отсека определяется в узких пределах характеристиками песка, и поскольку
глубокий конец этого отсека расположен в наиболее удобном месте для приема осевших твердых частиц из
первичной камеры, верхний или выходной конец отсека для твердых частиц может располагаться на
некотором расстоянии от отстойника.
Еще одной целью изобретения является создание удобного устройства, при котором боковой перелив из
такого отсека, прилегающего к уровню жидкости в месте сброса песка, будет возвращаться под действием
силы тяжести в отстойную камеру независимо от колебаний уровня жидкости; другой целью является
создание устройства для бокового перелива в этой точке, которое позволит минимизировать возврат песка в
отстойную камеру! с таким переизбытком.
Изобретение представляет собой процесс удаления песка из жидкости, содержащей детрит, который
включает в себя первоначальное удаление путем осаждения песка и более легкого и/или более мелкого
материала, захваченного или унесенного им, перемешивание такого песка и более легкого и/или более
мелкого материала с целью превращения последнего в жидкую суспензию, тем самым отделяя песок от
указанного материала, и одновременное боковое переливание жидкости, содержащей указанный материал, в
область уровня жидкости.
Изобретение также включает в себя способ непрерывного удаления песка из содержащей детрит жидкости,
включающий непрерывное первоначальное удаление песка с захваченными твердыми частицами путем
седиментации, непрерывное удаление такого песка и захваченных твердых частиц в аппарат непрерывной
классификации с помощью непрерывного механического скребкового механизма.
отделение песка от остаточных твердых частиц в указанном аппарате и одновременное и непрерывное
удаление остаточных твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии, в области уровня жидкости
посредством перелива.
Изобретение дополнительно заключается в устройстве для удаления различных типов твердых веществ из
жидкостей, в котором жидкости и твердые вещества сначала подаются в первичный или седиментационный
канал, а затем различные твердые вещества переносятся из него в классификационное устройство, имеющее
средства, предназначенные для разделения различных типов твердых веществ и перевода одного типа
твердых веществ во взвешенное состояние, а также средства для обеспечения равномерного оттока
жидкости, содержащей один тип твердых веществ, из области уровня жидкости в указанном устройстве, в
котором разделяются различные типы твердых веществ.
-55. Изобретение будет описано далее со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 представляет
собой план одного типа аппарата в двухканальной конфигурации.
Рис. 2 представляет собой вертикальный разрез по линии 2-2 на рис. 1.
Рис. 3 представляет собой вертикальный разрез по линии 3-3 на рис. 1.
На рис. 4 представлен увеличенный фрагментарный вид, демонстрирующий опорную и направляющую
конструкцию скребкового аппарата для первичной отстойной камеры.
Рис. 5 представляет собой разрез по линии 5-5 на рис.
1.
На фиг. 6, 7 и 9 представлены схематические изображения под углом 70°, выполненные в целом в
вертикальном продольном разрезе, устройства для грабления во вторичном отсеке и иллюстрирующие
выгрузку более легких твердых частиц, переносимых с помощью указанного изобретения. На фиг. 9
представлен перспективный вид канала для выгрузки таких более легких твердых частиц в точке за первичной
отстойной камерой и FiP. 1.0 На этом изображении показан аналогичный вид, демонстрирующий -dis- 80,
chva-rg-e, направленный непосредственно в первичную отстойную камеру. Первичная отстойная камера 20
может иметь любую желаемую форму; используемые в настоящее время пескоотстойники, как правило,
имеют удлиненную форму; 8E и снабжена подходящим механизмом для соскабливания осевших твердых
частиц в зону выгрузки, откуда они переносятся во вторичный отсек. Хотя скребковый механизм может
работать периодически, как правило, выгоднее использовать механизм непрерывного действия, поскольку это
позволяет существенно уменьшить размер камеры.
В зависимости от формы камеры могут использоваться различные типы хорошо известных скребковых или
граблевых механизмов, подходящих для прерывистой или непрерывной работы. По возможности желательно
использовать механизм вращающегося типа 100; и чтобы такой механизм был расположен таким образом,
чтобы выталкивать осевшие твердые частицы наружу для выгрузки в подходящую зону на периферии
резервуара, поскольку это позволяет очень удобно разместить вторичное отделение. В предпочтительном
варианте, изображенном на иллюстрации, показана прямоугольная камера, поскольку такие камеры
обеспечивают наибольшую экономию пространства, что особенно желательно при использовании бетонных
конструкций, и позволяют обеспечить равномерный поток непосредственно по всей камере.
В результате достигается максимальное снижение скорости, равномерная скорость во всех точках камеры и,
как следствие, эффективность осаждения твердых тел в мини-пространстве.
Представленная конструкция предназначена для использования в качестве пескоуловителя для сточных вод.
Сточные воды поступают через канал 21 и проходят через входящий канал 22 в отстойную камеру 20 через
входное отверстие 23, расположенное практически по всей длине одной стороны отстойной камеры 20 и
обеспечивающее практически равномерный поток в камеру во всех точках. Этого удобно добиться путем
соответствующего сужения канала 22.
и "путем установки распределительных лопаток 24, приспособленных для отклонения соответствующей части
130 347,618 347,618 поступающих сточных вод из канала 22 в камеру 20. Эти лопатки 24 могут представлять
собой вертикальные лопасти из шероховатой стали, которые можно обрезать в горизонтальном сечении и
установить на вертикальных шпинделях 25, доступных для установки лопаток под желаемыми углами для
регулирования доли потока в резервуар при любом заданном значении.
точка.
Жидкость равномерно течет по всей камере со значительно уменьшенной скоростью, при этом размер камеры
рассчитан таким образом, чтобы обеспечить заданный период задержки жидкости, которого достаточно для
того, чтобы все твердые частицы со скоростью осаждения выше заданного значения осели на дно камеры.
Оставшиеся твердые частицы, если таковые имеются, вместе с жидкостью переливаются через водослив 26
(рис. 5) в отводной канал 27, соединяющийся с выпускным канализационным коллектором 28. Может быть
предусмотрен подходящий обводной канал 29, проходящий вокруг камеры между канализацией 21 и
выходным каналом 28, от которого он обычно перекрывается затворами 30. — Когда необходимо перекрыть
работу аппарата, указанные затворы могут быть открыты, и в направляющих 31 могут быть установлены
соответствующие затворы для закрытия отверстий, соединяющих входящие и выходящие каналы с
канализацией. — Форма механизма для перемещения осевших твердых частиц в зону сброса на одной
стороне отстойной камеры 20 выглядит следующим образом.
35, как описано и заявлено в нашем сопутствующем заявлении № 8900/31 от той же даты, что и настоящее, и
не заявлено «как таковое». Она включает в себя скребковые средства, такие как грабли 32, установленные на
вращающейся раме 33 (рис. 3 и 5), шарнирно закрепленной на опоре 34 в центре камеры 20 в точке выше
уровня высокой воды. Вертикальные скребковые лезвия или грабли 35 выступают вниз от рычагов 32 и
установлены под таким углом, что при вращении рамы и рычагов грабли 35 захватывают осевшие твердые
частицы и толкают их к периферии камеры 20. На внешнем конце каждого рычага 32 S9 предусмотрено
подходящее средство, например, ковш 36, для сбора осевших твердых частиц, которые сгребаются в зону его
движения и направляются к соответствующему разгрузочному отверстию или желобу.
В представленной форме ковш выполнен из вертикальной изогнутой металлической полосы, установленной
под рычагом 32, при этом его стенка, ближайшая к центру, практически параллельна граблям, а его внешняя
стенка имеет небольшой наклон внутрь от переднего края до точки соединения с центральной стенкой, что
предотвращает «просыпание» абразивных частиц между внешней стенкой ковша и стенкой камеры 20. Станет
очевидно, что рычаги 32 будут служить для сбора всего твердого вещества, оседающего в круговой зоне,
простирающейся от столба 34 к траектории ковшей 36, откладывая такой материал на пути ковша. Для сбора
твердого вещества, оседающего на его стороне, в зоне действия рычагов 32.
В частности, в углах камеры 20, а также для вращения рамы 33 и рычагов граблей 32, на раме 33 и
направляющей 88, проходящей по периметру цепной рамы 20, установлена скользящая рама 37. На внешнем
конце скользящей рамы 37 установлено колесо 39 (рис. 5), опирающееся на направляющую 38 для поддержки
одного конца рамы, с соответствующим приводным устройством для вращения колеса. Привод может
включать в себя двигатель 40, установленный на раме 37 и передающий через ремень 41 шкив 42 на вал
червяка 43, который вращает червячное колесо 44, вал которого несет коническую шестерню 45,
зацепляющуюся с конической шестерней 46 на валу колеса 39. Направляющие ролики 47, расположенные по
обе стороны от направляющей 38, удерживают колесо 39 в нужном положении на направляющей.
Центральный конец скользящей рамы 37 опирается на вращающуюся раму 33 таким образом, чтобы
передавать ей вращательное движение и обеспечивать необходимое продольное перемещение рамы 37 по
мере приближения и удаления колеса 39 от углов камеры 20.
Первая конструкция показана на рис. 4, в которой вращающаяся рама 33, поддерживаемая на опоре 34
соответствующими роликами 47a, несет продольные каналы 48 рамы 97 на роликах 49 и ролики 50 на
вертикальных осях JO, взаимодействующих с внутренними поверхностями каналов 48 для предотвращения
бокового смещения и передачи необходимого вращательного движения раме 33. Центральный шарнирный
штифт 51, выступающий из верхней части опоры 34 и 10n, вставлен в раму 33, предотвращает боковое
смещение рамы относительно опоры. На раме 37 установлено подходящее собирающее устройство для
соскабливания углов 1j(y) камеры 20, которое может включать в себя ковш 52 того же общего типа и
конструкции, что и ковши 36, имеющий достаточную ширину, чтобы покрыть расстояние между крайним углом
камеры 20 и прилегающей полосой ковшей. 36. (Рычаг 32a, направленный к ковшу 52, должен быть
соответствующим образом укорочен, чтобы избежать помех, и не несет ковша 36). Сковорода 52 может быть
установлена на раме 37 с помощью подвесов 53 и 126 и 54, соединяющих верхнюю пластину 52a,
проходящую по всей верхней части ковша, с боковыми каналами 48 рамы 37, примыкающими к ее внешнему и
центральному концам соответственно; 12 -Вторичное отделение может располагаться в любом положении,
где оно может легко принимать оселившие твердые частицы, выгружаемые из отстойной камеры 20, и
возвращать в указанную камеру любой избыток жидкости, а также любые более медленно оседающие
твердые частицы, которые необходимо сохранить в жидкости.
Удобное для этой цели решение, специально разработанное для железобетонных конструкций, включает в
себя вторичное отделение 55, имеющее наклонное дно, глубокий конец которого примыкает к периферии
камеры 20 и предназначен для приема осевших твердых частиц, выгружаемых из камеры, а верхний конец
находится выше высокого уровня воды. Предусмотрен подходящий механизм для подъема осевших твердых
частиц вверх по дну и их выгрузки с верхнего конца. Механизм также может быть приведен в действие в
движение, так что более легкие частицы осевшего песка возвращаются во взвешенное состояние и стекают
обратно с жидкостью в камеру 20. Последняя операция желательна, когда аппарат функционирует как
пескоотделитель для сточных вод, поскольку перемешивание служит для отделения органических твердых
частиц от песка, в результате чего получается чистый, безвредный песок без дополнительной обработки. Хотя
известно значительное разнообразие механизмов для выполнения любой из этих функций или обеих функций
как периодически, так и непрерывно, предпочтение отдается аппаратам возвратно-поступательного типа,
поскольку правильная конструкция и работа аппаратов этого типа для обеспечения любого желаемого уровня
сортировки или простого перемещения хорошо понятны специалистам в данной области.
Таким образом, представленная форма с предпочтительным красным цветом демонстрирует использование
хорошо известного механизма классификации Дорра.
— Такая компоновка лучше всего показана в книге Фитгса.
1 и 2, включает в себя вторичный отсек 55, простирающийся параллельно одной стороне канала 20 и
непосредственно примыкающий к нему, имеющий наклонное дно 56 от.
Нижний конец желоба 57 простирается вверх до дна камеры 20, причем желоб предпочтительно расположен
рядом с центром боковой стенки указанной камеры и выступает в дно камеры на расстояние, достаточное для
того, чтобы ковши 36 и 52 могли выгружать свое содержимое в желоб. Устройство для граблей, обычно
называемое классификационным механизмом, включает в себя множество поперечных скребковых лезвий
или граблей 58, установленных на продольных каналах 59, имеющих пластины 60, соединенные звеньями 61
с нижними рычагами кривошипов 62 и 63, верхние рычаги которых соединены тягой 64. Верхний кривошип 62
имеет свисающий рычаг 65, взаимодействующий с кулачком 66 на приводном валу 67, причем кулачок
передает через кривошипы соответствующее периодическое движение граблям к дну 56 отсека 55 и от него.
Кривошип 68 на валу 67 несет поршень 69, шарнирно соединенный с приводными пластинами 70 на каналах
59, придавая возвратно-поступательное движение граблям 58 вдоль дна 56 отсека 55.
Осевшие частицы выгружаются в открытый вниз контейнер 89.
Было установлено, что при обработке сточных вод, которые обычно содержат значительное количество
тряпок, веревок, влажной бумаги и тому подобного, существует тенденция к застреванию таких материалов на
участках классификационного механизма, которые поднимаются с уровня ниже поверхности жидкости во
вторичном отсеке до уровня выше поверхности во время работы машины. Это приводит к неприглядному и
неприятно пахнущему состоянию и может помешать работе, если скопления таких материалов попадут на
путь граблей. Чтобы избежать этого состояния, механизм граблей классификатора может быть
сконструирован, как показано на рисунке 2, при этом часть конструкции граблей, которая перемещается вверх
и вниз по уровню жидкости, расположена таким образом, что канал 59 достаточно приподнят, чтобы
постоянно поддерживаться выше уровня, а установленные на нем лопасти 58 соответственно углублены, с
практически вертикальным соединением между приподнятой частью канала 59 и нижней частью, так что все
части конструкции, перемещающиеся вверх и вниз по уровню жидкости, будут иметь поверхности,
расположенные почти под прямым углом к уровню жидкости, тем самым предотвращая любое накопление
материала на них.
Нижний рычаг 63 может быть шарнирно закреплен на конце рычага подъемного рычага 71, установленного на
поперечном стержне, опирающемся на боковые стенки отсека 55, при этом верхний рычаг рычага 71 соединен
гибким звеном или тросом 72 с барабаном 73, который при вращении поднимает рычаг 63 и нижний конец
механизма складывания как единое целое. Может использоваться распылительная трубка 74, 110,
проходящая через отсек 55 и снабженная обычным рядом перфораций, расположенных таким образом, чтобы
направлять промывочную воду на песок или щебень приблизительно в зону выхода из жидкости. Для
компенсации существенных изменений уровня воды, возникающих при работе канализационных систем,
труба 74 может вращаться в своих опорах 75 на внутренних стенках отсека 55 и может быть снабжена 12
рукоятками 76, с помощью которых распылитель может быть направлен в нужную зону в зависимости от
высоты уровня воды или сточных вод.
При использовании двухблочной конструкции, как показано на рис. 1, два блока граблей должны быть
смещены на приводном валу 67 на 180 градусов, так чтобы гравитационное притяжение механизма на
обратном ходе одного блока помогало при дальнейшем ходе граблей другого блока, создавая 13 347 618
частиц, первоначально параллельных дну и непосредственно прилегающих к нему; но предпочтительно
расположенных немного выше дна, образуя выступ 78 для удержания абразива.
Может быть использован отводной канал, 7 пересекающий дно выходного отверстия, по которому жидкость
течет в отводной канал, имеющий наклонное дно, 1 и отводной канал в отстойную камеру через выходное
отверстие 82: 7. Такой механизм имеет особые преимущества в очистке от песка и отводе жидкости в
сочетании с выходным каналом описанного типа. С помощью этого типа механизма 80 грабли во время своего
движения вперед переносят определенное количество жидкости в область, где вторичный отсек 55 не
находится в открытом сообщении с отсеком 20. Этот эффект, показанный на рис. 6, используется в
разгрузочной системе, изображенной на рис. 9, поскольку жидкость, поднятая граблями выше нормального
уровня, течет вбок по поверхности с подходящей скоростью, что позволяет уносить более легкие твердые
частицы, не допуская их повторного оседания на песке.
В случае использования указанной схемы бокового потока трудно предотвратить сброс существенного
количества частиц, поскольку боковой перелив уносит органические твердые вещества обратно в отстойную
камеру; и хотя выступ 78 будет служить для удержания песка, он также будет задерживать определенное
количество жидкости. Однако на практике было установлено, что при использовании классификатора
возвратно-поступательного типа подъем граблей в конце хода подачи внезапно высвобождает жидкость,
которая затем поступает обратно, и эта жидкость, стекающая по поверхности песка, смывает с поверхности
любые органические остатки, которые затем возвращаются в зоны, откуда они могут легко перелиться при
следующем ходе граблей. 110 Также было установлено, что местоположение и протяженность разгрузки 83
имеют очень важное значение при использовании возвратно-поступательного механизма классификации с
граблями. Следует учитывать, что объем сброса должен быть достаточным для компенсации существенных
колебаний уровня жидкости, возникающих при очистке сточных вод.
Следовательно, конец башни водосброса 83 должен быть расположен ниже уровня воды, чтобы обеспечить
перелив, когда уровень сточных вод находится на самом низком уровне. Однако было установлено, что при
использовании устройства 79 нет необходимости размещать верхний конец устройства 89 на самом высоком
уровне воды, поднятом водосбросом A25, когда уровень сточных вод находится на отметке 8 мм. Это связано
с тем, что переливное отверстие на платформе 79 будет перемещаться вдоль платформы на значительное
расстояние, причем это расстояние определяется точкой, обеспечивающей более равномерную нагрузку на
транспортное средство.
Важной особенностью данного изобретения является устройство вторичного отсека 55 для возврата жидкости
из указанного отсека в первичную камеру 20 вместе с любыми твердыми частицами, находящимися во
взвешенном состоянии в жидкости. Для этой цели целесообразно обеспечить открытое сообщение между
боковой стороной вторичного отсека 55 и отстойной камерой 20a, как показано на изображении, причем такое
сообщение должно быть разорвано только какой-либо опорой 77, которая может потребоваться для
поддержки балки, несущей рельсы 38, или другой надстройки.
На практике было установлено, что тип обрабатываемых осевших твердых частиц, а также объем дренажа и
перемешивания, необходимых для конкретной операции, очень точно определяют уклон дна отсека 56; и, как
уже было отмечено, желательно, чтобы нижний конец указанного дна находился в положении, определяемом
наиболее удобной точкой сброса осевших твердых частиц. «В этих условиях дно отсека 56 может подняться
выше уровня прилива, оставаясь при этом рядом с отстойной камерой 20; в этих условиях необходимо лишь
обеспечить двустороннее открытое соединение между отсеком 55 и камерой 20, простирающееся, как
правило, по меньшей мере от уровня прилива до уровня отлива (точное положение этого отверстия будет
определено в дальнейшем). Это устройство проиллюстрировано на перспективном виде на рис. 10.»
При других координатах зона между отметками высокого и низкого уровня воды в отсеке 56 будет
расположена на некотором расстоянии от основной отстойной камеры 20, либо из-за необходимой длины
отсека 55, либо из-за контура камеры 20, либо из-за относительного расположения камеры и отсека. «В этих
условиях необходимо предусмотреть механизм для выпуска жидкости с взвешенными в ней твердыми
частицами из отсека 5.5 в зону, где отсек не находится».
Прямая открытая связь с CME. Конечно, необходимо учитывать это при организации. Средства, позволяющие
жидкости вытекать без каких-либо существенных изменений.
На иллюстрации конструкции Y t' показано, что лучше всего это видно на рис. 9. Предусмотрена розетка.
AO) с одной стороны -- --'e wal -1 of3the cbmpantmeni,5 adaceiit the Prtion' oY botftom i- 56bet;ee highl a'd low 'afer
1idkb-tit-i- t b-.
undersfoo4 hat t e oter siew( l o' t' compartpient 55 may also be d6ide41'WltWi a si'mildri outflie. ' Thqhoie biild- be
347,618 347,618 обратный поток встречает - восходящий поток жидкости, вызванный следующим ходом
граблей.
Таким образом, верхняя часть разгрузочного отверстия 83 может располагаться на этом расстоянии ниже
торца палубы 79, которая, конечно же, находится в самой высокой точке, где может произойти перелив.
В местах с резкими перепадами уровня сточных вод может наблюдаться тенденция к переливу песка через
дренажный колодец 79, особенно в его нижней части, когда уровень сточных вод высок. Для уменьшения этой
тенденции могут быть использованы средства для ограничения бокового перелива через палубу 79. Уровень
дна выпускного отверстия 83 может быть регулируемо поднят, например, с помощью водосливной доски 85,
установленной в пазах 86, или же вместо открытого прохода 83 может быть установлено несколько меньших
отверстий, например, с помощью подходящей перегородки 87 (рис. 8), которая может быть установлена в
пазах 86, простираясь выше уровня прилива и снабженной рядом выпускных отверстий 88, параллельных и
примыкающих к палубе 79. Отверстия спроектированы и расположены таким образом, чтобы обеспечить
сброс жидкости, ограничивая при этом ее скорость, особенно в направлении нижнего конца палубы 79. Это
ограничение будет особенно эффективным, поскольку при высоком уровне воды уровень сточных вод за
перегородкой 87 приблизится к уровню на стороне сброса песка, что еще больше снизит тенденцию к высокой
скорости потока в точках, расположенных значительно ниже уровня жидкости.
Следует понимать, что хотя палуба 79, выступ 78 и удлиненное переливное устройство являются весьма
выгодными и полезными в обычных условиях, 400 изменений в типе используемого механизма, расположении
отсека и обрабатываемом материале могут легко привести к условиям, при которых эти элементы не
являются необходимыми.
Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его реализации, мы пришли к
выводу, что оно действительно существует.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_347619.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=347619&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB347619A
[]
ЭКЗЕМПЛЯРНАЯ КОПИЯ.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (Германия):. Янв. 14, 1929. 3479 619 Дата подачи заявки (в Соединенном
Королевстве): январь. 14, 1930. № 1309/30.
(Патент/Дополнение к № 347,199.) Дата проведения съезда (Германия): декабрь. 19, 1928. ) Завершено.
Принято к публикации; 14 апреля 1931 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в парогенераторах.
Мы, компания AKTIENGESELLSCRAFT Bitowx, Bovuni & Cni. из Бадена, Швейцария, настоящим заявляем о
характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение представляет собой усовершенствование или модификацию изобретения, заявленного в
спецификации № 38143.
1929, (Серийный номер 347,199).
В основном патенте описан парогенератор, в котором дымовые газы направляются вдоль нагревательных
поверхностей со скоростью -15, равной или практически равной скорости звука. Изобретатели установили, что
при скоростях потоков, значительно превышающих те, которые были исследованы в предшествующих
работах, достигается неожиданно высокий теплообмен.
Для получения таких скоростей потока -Ihi-h необходимо иметь больший перепад давления, для чего сгорание
топлива и воздуха для сгорания происходит под давлением, создаваемым компрессором и подаваемым в
камеру сгорания. Для привода компрессора была предусмотрена паровая турбина, двигатель внутреннего
сгорания или электродвигатель, то есть независимый машинный агрегат.
Дальнейшие эксперименты показали, что при определенных условиях компрессор может приводиться в
движение газовой турбиной, работающей на киясте (дымовых газах) парогенератора. Указанные
обстоятельства заключаются в том, что доступная энергия дымовых газов для привода газовой турбины
превышает энергию, необходимую для привода компрессора.
Использование очень высоких скоростей, вплоть до скорости звука, для получения высокой частоты
колебаний и малых размеров котла описано в нашей предыдущей патентной заявке № 304300. Однако в
данной спецификации падение давления, необходимое для создания высокой скорости, достигается, по
существу, за счет взрыва топлива, т.е. без внешних механических устройств, и мы не заявляем в настоящей
заявке ничего из описанного или заявленного в ней, поскольку, согласно настоящей заявке и ее основной
заявке № 38143, падение давления создается механическим способом, а именно, компрессором.
Однако из-за потерь в нагревательных трубках давление дымовых газов перед газовой турбиной ниже, чем
давление за компрессором, и поскольку большая часть теплоемкости этих дымовых газов должна
использоваться для выработки пара, отбор тепла для выработки пара, а также преобразование и
поддержание энергии в сопле газовой турбины должны осуществляться совершенно определенным образом.
Настоящее изобретение представляет собой парогенератор описанного выше типа, в котором компрессор
приводится в движение газовой турбиной, работающей на газах из камеры сгорания, причем сопловой
аппарат этой турбины сконструирован таким образом, что в нем генерируется весь подлежащий генерации
пар или, по меньшей мере, большая его часть.
Отдельные сопла включают в себя расширительную секцию и теплообменную секцию, так что в указанных
соплах доступная капля сначала преобразуется без существенного отвода тепла извне в скорость, а затем
полученная высокая скорость потока используется для обеспечения максимально полного отвода тепла из
теплообменной секции с лишь незначительной потерей скорости протекающего газа. Охлажденные газы
сохранят относительно высокую скорость и, следовательно, достаточную кинетическую энергию для
производства после прохождения первого ряда направляющих лопаток газовой турбины необходимой
мощности на роторе турбины для привода компрессора.
Следующий числовой пример проиллюстрирует приблизительные условия:
Если в камере сгорания поддерживается давление 2,5 атмосферы, а газы проходят через сопло при
температуре, например, 13000 °C, то при ускорении газов в сопле до атмосферного противодавления
происходит падение температуры примерно на 100 тепловых единиц на кг продуктов сгорания, что обойдется
в 25 пенсов. Это падение придаст газам скорость более 900 м/с.
5. -Tjw выходная мощность компрессора для компрессора-.
сжимая смесь топлива и воздуха до количества примерно 28 тепловых единиц на кг, что соответствует
скорости газов, воздействующих на колесо турбины, менее 500 м/с. В результате теоретически около 72
тепловых единиц могут быть использованы в самом сопле и прилегающих частях, служащих испарителем,
для преодоления сопротивления трения.
-15 Распределение скоростей в сопле и насадке, однако, несколько различно, поскольку, с одной стороны,
сопло испытывает противодавление, обусловленное давлением, которое необходимо преодолеть в насадке,
а с другой стороны, охлаждение быстро текущих газов в насадке вызывает конденсирующее действие,
которое приводит к увеличению давления, которое противодействует сопротивлению трубы. Однако этот
пример показывает, что в этой пропорции можно поддерживать высокие скорости, и тем не менее на роторе
остается достаточно кинетической (потоковой) энергии для производства всей или основной части выходной
мощности компрессора. Поскольку преобразование давления в энергию потока происходит полностью или
преимущественно до...
-турбинное колесо, очевидно, требует учета такого давления, которое позволит обеспечить выработку энергии
потока в одноступенчатом режиме, а именно:
примерно от 1,5 до 4 атмосфер.
На рисунке 1 схематически показан парогенератор h0 в соответствии с изобретением, а на рисунке 2 — сопло
и его соединение с камерой сгорания и газовой турбиной в увеличенном масштабе. На рисунке 1 изображена
камера сгорания, состоящая из листового металлического корпуса 2 и корпуса 3 из огнеупорного материала. 4
— это теплообменный корпус (испаритель), содержащий сопла и нагревательные поверхности. 5
представляет собой расширительные сопла, в которых доступное падение давления в дымовых газах
преобразуется в скорость. Эти форсунки имеют относительно длинные трубчатые выступы, которые скользят
по поверхности воды и поглощают часть скорости потока дымовых газов, отводя их как можно меньше, чтобы
уменьшить заметное тепло дымовых газов. Охлажденные, но все еще очень быстро текущие дымовые газы
направляются форсунками газовой турбины на колесо. Газовая турбина соединена с компрессором.
1
A и на том же валу находится циркуляционный насос 11. Последний получает воду из пароотделителя 12 и
подает ее через теплообменник 4, где, циркулируя, частично испаряется.
Смесь пара и воды поступает в кольцевое пространство 14, а оттуда — в пароотделитель 12. Соединение 15
тангенциально входит в корпус пароотделителя. Благодаря относительно высокой скорости, с которой вода
подается в сепаратор, тангенциальный вход вызывает быстрое круговое движение воды, в результате чего
пар быстро отделяется от воды за счет центробежного действия. Затем влажный пар поступает в
пароперегреватель 1G, который, например, может быть встроен во внутренний слой оболочки 3. Перегретый
пар выходит из парогенератора под давлением 17 и подается туда, где он будет использоваться.
Воздух для сгорания сжимается 85-м компрессором 10. Компрессор забирает воздух под давлением 18 и
нагнетает его под давлением 19 в камеру сгорания. Воздух сначала направляется между корпусом и тремя
вставленными отверстиями, где он предварительно нагревается и охлаждает корпус, а затем поступает в
камеру сгорания, где смешивается с топливом, подаваемым через горелку 21. Часть воздуха для сжигания
может подаваться в горелку 95 в качестве подающего воздуха, а оставшаяся часть продувается через
отверстия во вставленной части, например, в точке 22, в камеру в качестве так называемого вторичного
воздуха. - Точка 23 представляет собой указатель уровня воды, с которым могут быть объединены
автоматические средства регулирования подачи питательной воды. - Питательная вода подается, например,
в точку 24, в накопительный резервуар. Сборный резервуар, разумеется, оснащен обычными котловыми
фитингами. Регулирование топлива по стандарту P105 может зависеть от давления пара.
На рис. 2 в увеличенном масштабе показаны различные части реального испарителя. На этом рисунке
выходное отверстие сопла L11O показано в виде прямой трубы; аналогичные детали, как на рис. 1, имеют те
же порядковые номера. Газы, обожженные под давлением в камере сгорания 1, доводятся до высокой
скорости H1Z за счет расширения в расширительном сопле 5 и текут по трубе 6, отдавая свое тепло
циркулирующей воде, которая поступает в 13 и также течет с высокой скоростью. Смесь пара и воды
поступает в воздушное пространство 14 и передается оттуда в сепаратор швов. Трубка 6 заканчивается
направляющими лопатками 7, которые обеспечивают постоянный поток на высокой скорости 1e1ct с
необходимым направлением для nj nin.o h колеса 8 газовой турбины-nP h сопла. Трубки -могут -. Он -
рассматривается как расположенный на поверхности в форме yin или конуса, сопловые трубы 6,
простирающиеся, например, по прямой линии или вдоль оси.
Затем вода будет направляться вдоль двух концентрических цилиндрических или конических поверхностей,
между которыми расположены нагревательные трубки. Только внешняя оболочка 4 должна выдерживать
давление воды (или пара), а внутренняя оболочка 25 выполняет лишь функцию направляющей пластины.
При более значительных давлениях сжатия (выше 2,5 атмосфер), например, используемых для уменьшения
содержимого камеры сгорания, энергия, необходимая для привода компрессора, потребует довольно высоких
скоростей потока. Поскольку газовая турбина обычно имеет только ступени регулирования скорости (колесо с
одной или несколькими лопастями, обеспечивающими регулирование скорости), повышение температуры
выхлопных газов из колеса и потери на выходе могут быть значительными. Кроме того, поскольку высокое
сжатие воздуха делает целесообразным его охлаждение во время сжатия, и, следовательно,
предварительного нагрева за счет тепла сжатия не будет, в этих случаях выгодно предварительно нагревать
сжатый воздух с помощью отработавших газов турбины до того, как он попадет в камеру сгорания. Если
энергии дымовых газов окажется недостаточно для обеспечения полной мощности компрессора, недостаток
энергии может быть компенсирован паровой турбиной. В этом случае будет использоваться турбина с
противодавлением или турбина с отводом пара под противодавлением, при этом отводимый пар и
отработанный пар будут использоваться для предварительного подогрева питательной воды.
В этой системе практически все тепло, которое использовалось для паровой турбины, сохраняется в
тепловом контуре парогенератора, поскольку механическая работа паровой турбины в виде тепла сжатия
передается воздуху для сгорания (если последний не охлаждается), а тепло, обусловленное потерями в
паровой турбине, вместе с теплотой испарения использованного пара передается питательной воде.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, на что мы претендуем, это:
1. Парогенератор, как указано в нашей предыдущей спецификации №.
38143 Модель 1929 года (серийный номер: 347199), в которой дымовые газы движутся вдоль нагревательных
поверхностей со скоростью, равной или практически равной скорости звука, а смесь топлива и воздуха
подается в камеру сгорания под давлением с помощью компрессора, характеризующегося тем, что
компрессор приводится в движение газовой турбиной, работающей на газах из камеры сгорания, причем
сопловой аппарат этой турбины сконструирован таким образом, что каждое отдельное сопло включает в себя
расширительную секцию и теплообменную секцию, причем расширительная секция создает скорость, которая
значительно ускоряет теплопередачу через теплообменную секцию, таким образом, указанные сопла
образуют основную парообразующую часть аппарата.
2.
Парогенератор, как утверждается в
Соседние файлы в папке патенты