вихревой аппарат

Формула изобретения

ВИХРЕВОЙ АППАРАТ, содержащий корпус с вводным патрубком и тангенциальным сопловым вводом прямоугольного сечения и устройство для регулирования расхода сжатого газа, включающее рабочий орган, установленный в сопловом вводе и взаимодействующий со штоком, установленным с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что рабочий орган выполнен в виде тела, имеющего сечение, неравномерно убывающее по ходу газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вихревым аппаратам и может быть использовано в газовой, химической и нефтяной промышленности для получения холода или тепла и для очистки газовых смесей от конденсирующихся фракций, в частности для низкотемпературной очистки природного газа от высших углеводородов и сернистых соединений.

Известен аппарат для проведения физико-химических процессов, включающий вихревую камеру, снабженную тангенциальным патрубком для входа и патрубком для выхода [1]

Известен вихревой аппарат к цилиндрическому корпусу которой присоединена улитка с сопловым вводом, диафрагма которой установлена с возможностью осевого перемещения и выполнена с двумя рабочими поверхностями, одна из которых расположена в корпусе и имеет цилиндрическую форму, а другая в улитке с повторением ее профиля [2]

Регулирование площади проходного сечения сопла происходит за счет изменения ширины сопла при перемещении диафрагмы, которую приводит в движение посредством штока исполнительный механизм.

Недостатками такой конструкции являются ее сложность, а также возможность перекоса и заклинивания регулирующего тепла за счет динамического влияния струи газа на хвостовик улитки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вихревой аппарат, содержащий сопловый ввод прямоугольного сечения и устройство для регулирования расхода сжатого газа, включающее рабочий орган, установленный в сопловом сечении и выполненный в виде упругой пластины, закрепленной с двух сторон на одной из стенок ввода и взаимодействующей со штоком, имеющим возвратно-поступательное перемещение [3]

Данная конструкция позволяет регулировать площадь проходного сечения сопла, изменяя его высоту. Наличие напряженных газодинамических условий работы соплового ввода при звуковом истечении газа и переменных нагрузках приводит к вибрации, деформации упругой пластины в местах крепления, что отрицательно сказывается на надежности ее работы.

Задачей изобретения является повышение надежности работы вихревого аппарата при переменных нагрузках.

Для этого в вихревом аппарате, содержащем сопловый ввод прямоугольного сечения и устройство для регулирования расхода сжатого газа, включающее рабочий орган, установленный в сопловом сечении и взаимодействующий со штоком, имеющим возвратно-поступательное перемещение, согласно предлагаемому изобретению рабочий орган выполнен в виде тела, имеющего неравномерно убывающее по ходу сечение.

Сопоставительный анализ технического решения с прототипом показывает, что предлагаемый вихревой аппарат отличается от известного выполнением рабочего органа. Таким образом, предлагаемый вихревой аппарат соответствует критерию "новизна".

Кроме того, подобное выполнение рабочего органа не известно из научно-технических и патентных источников информации, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию "Изобретательский уровень".

На фиг.1 изображен вихревой аппарат, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2, возможные варианты расположения рабочего органа относительно прямоугольного соплового ввода.

Вихревой аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с диафрагмой 2, выходными патрубками 3 и 4 и диффузор 5 с прямоугольным сопловым вводом 6. Диффузор 5 фиксируется стержнями относительно корпуса 1. В сопловый ввод 6 помещен рабочий орган 8, выполненный в виде взаимодействующего со штоком 9, установленным с возможностью возвратно-поступательного движения. На корпусе 1 укреплен привод пневматического исполнительного механизма 10.

Вихревой аппарат работает следующим образом.

Сжатый природный газ входит через патрубок 11, проходит по кольцевому зазору 12 и далее поступает тангенциально со скоростью звука в вихревую трубу через диффузор с прямоугольным сопловым вводом 6, закручивается и разделяется на два потока: холодный, идущий через диафрагму 2, и горячий, идущий в противоположную сторону. Для изменения нагрузки по газу варьируют управляющий импульс Р_у, при этом перемещается рабочий орган 8, уменьшая (увеличивая) площадь проходного сечения сопла.

Сжатый природный газ в количестве 200000 нм/ч увеличивает управляющий импульс Р_у. При этом рабочий орган 8, выполненный в виде тела, с переменным сечением опускается вертикально, уменьшая площадь проходного сечения на 50%

Благодаря тому, что рабочий орган выполнен в виде тела с переменным сечением, отсутствует его деформация при эксплуатации в широком диапазоне изменения нагрузок и перепада давления.

По сравнению с известными конструкциями предлагаемая конструкция вихревого аппарата надежна и проста в изготовлении.