Устройство для охлаждения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ преимущественно элементов печей, содержащее трубу для подвода охлажденной среды, отличающееся тем, что, с целью предупреждения образования паровой пробки, оно снабжено установленным внутри трубы и закрепленным на ее входном конце гибким пористым шлангом, диаметр которого меньше или равен внутреннему диаметру трубы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) ())) 3(5)) F 27 )) 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ и

)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ::

К Г)АТЕНТУ

Фиг l

3» (21). 3222218/22-02 (22) 17.12.80 (31) 794122 (32) 18.12.79 (33) Норвегия (46) 23 01 84. Вюл. )) 3 (72) Гарольд Крогсруд (Норвегия) (71) ЭЛКЕМ Л/С (Норвегия ) (53) 621.784.6 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 182754, кл. С 21 1) 9/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 283515, кл. F 27 В 7/14, 1970. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ преимущественно элементов печей, содержащее трубу для подвода охлажденной среды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью предупреждения образования паровой пробки, оно снабжено установленным внутри трубы и закрепленным на ее входном конце гибким пористым шлангом, диаметр которого меньше или равен внутреннему диаметру трубы.

1069641

Изобретение относится к устройствам для охлаждения тел, подвергнутых действию высоких температур, и, в частности, может быть использовано для охлаждения и отвода энергии в виде тепла от нагретого тела посредством текучей среды, такой, например, как вода, предпочтительно может быть использовано в охлаждаю-, щей системе, в которой хладагент сушествует одновременно в виде как жидкости, так и пара, например в системах охлаждения элементов оборудования печи для плавления железосодержащих сплавов, чушкового чугуна или карбида. 15

Печи для производства железосодержащих сплавов чушкового чугуна и карбида требуют средств для охлаждения структурных элементов и обарудования, которое установлено на печи или функционирует близко к печи (печам). Охлаждение и отвод энергии от указанных элементов или оборудования обычно достигается при помощи жидкого хладагента, такого, на- 25 пример, как вода.

Известно устройство для охлаждения элементов загрузочного механизма печи, содержащее смонтированные внутри охлаждаемых элементов трубы, через которые подается охлаждающая среда 513.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для охлаждения элементов конструкции печи, содержащее прикрепленные к охлаждаемым элементам трубы, через которые подается охлаждающая среда.

В качестве охлаждающей среды в известных устройствах используется - 40 обычно вода Г23.

Однако известное устройство, содержащее стальные трубы, прикреплен- . ные к охлаждаемому элементу, обладает тем недостатком, что охлаждающая вода имеет температуру кипения 100 C при атмосферном давлении,т.е. мйого, ниже температуры внутренней поверхности данного элемента. Если температура тела повышается настолько,что, охлаждающая вода кипит в определенном 5О месте, получаемый пар перекрывает проход охлаждающей воды через трубу, в результате чего теряется возмож. ность регулирования температуры. для устранения такого положения при- ээ меняют хладагент с более высокой точкой кипения или повышают давление к хладагенту в устройстве, например подают воду под высоким давлением. 60

Однако охлаждение элементов пе-чей:посредством хладагента с точкой кипения выше, чем 100 С, требует наличия теплообменника с целью снижения температуры хладагента до его рециркуляции, что усложняет конструкцию устройства. Если для подачи хладагента применять высокое давление, усложняется конструкция устройства, так как повышаются требования безопасности и надежности конструкции. В обоих случаях небольшие утечки делают устройство неработоспособным.

Цель изобретения — предупреждение образования паровой пробки за счет увеличения регулируемого температурного диапазона охлаждения элементов печей без замены охлаждающей среды, повышения ее давления и состава.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для охлаждения преимущественно элементов печей, содержащее трубку для подвода охлаждающей среды, снабжено установленным внутри трубы и закрепленным на ее входном конце гибким пористым шлангом, диаметр которого меньше или равен внутреннему диаметру. трубы.

На фиг. 1 представлена секция трубы устройства, продольное сечение; на фиг. 2 — то же, поперечное сечение; на фиг. 3 — труба, имеющая шланг меньшего диаметра, поперечное сечение.

Охлаждающая труба 1 устройства состоит из наружной трубы 2 и гибкого шланга 3. Наружный диаметр шланга

3, в основном, равен внутреннему диаметру трубы 2 или меньше внутреннего диаметра трубы 2 (фиг. 3), так что образуется кольцевое пространство между трубой и шлангом.

Шланг 3, изготовленный из текс-: тильного пористого нитевидного или волокнистоГо материала, такого, например, как стекловолокно, вводится вовнутрь одной или более стальных труб охлаждающего устройства. Такой шланг является пластичным или гибким и упругим. Под действием внутреннего давления воды шланг ведет себя эластично. При этом воо локнистый шланг должен иметь сопротивление действию тепла, превышающее максимальную температуру, которой он подвергается. Кроме того, шланг должен быть водопроницаемым.

Так как шланг не является водонепроницаемым, охлаждающая жидкость, циркулирующая по охлаждающей системе, течет аксиально через стенку (стенки) шланга, заполняя все пустоты или объемы между шлангом и окружающей трубной стенкой. В дополнение к этому охлаждающая жидкость заполняет пустоты или поры, имеющиеся в стенке (стенках) ткани.

При циркуляции через охлаждающую систему хладагент, которым обычно является вода, подается с заранее определенной регулируемой скоростью по трубам. Из-за трения (адгезии) со

1069641 фиг.З фиг.2

Составитель В. Белофастов

Редактор Г. Безвершенко Техред Т.Маточка . Корректор В. Бутяга »

Заказ 11522/60 Тираж 582- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 стенкой (стенками) труб и порами тканной стенки аксиальная скорость хладагента максимальна по центру трубы и уменьшается по направлению к периферии трубы.

Там, где проницаемый шланг гибкой ткани введен вовнутрь трубы (труб), аксиальная скорость хладаген. та по трубе (трубам) приблизительно равна нулю или скорости вдоль ткани.

Кроме того, в основном не будет радиального передвижения хладагента через стенку (стенки) ткани по направлению к стенке (стенкам) трубы (труб). Следовательно, создается более или менее стационарный гранич 15 ный слой по периферии трубы. Проход хлвдагента радиально наружу и через- ткань шланга зависит от нескольких факторов (проницаемость, пористость и толщина ткани).

Посредством наружного нагрева трубы, объединенной с внутренним тканным шлангом, температура трубной стенки увеличивается более быстро, чем температура трубы без внутреннего тканного шланга, при условии подвода такого же количества тепла, того же количества и скорости хладагента через трубы. Что касается последнего вида, т.е. трубы беэ внутреннего тканного шланга, температура стенки трубы достигает только 100 С, когда вода внутри трубы кипит, создавая пар, который блокирует дальнейший проход охлаждающей воды. 35

Граничный слой охлаждающей воды в основном не имеет аксиальной скорости. Следовательно, граничный слой воды относительно быстрее достигает температуры 100 С и превра- 40 щается в пар. Дополнительный нагрев

L вызывает увеличение температуры пара, посредством чего подаваемая снаружи тепловая энергия передается хладагенту через атмосферу пара, что обеспечивает паровую рубашку вокруг тканного шланга.. Такая рубашка уменьшает на определенном участке поперечное сечение шланга, вследствие чего площадь поперечного сечения потока хладагента уменьшается. В дополнение к этому достигается довольно определенная граница между Фазами, т.е. между паром и жидкостью. Уменьшение площади потока вызывает локальное. Увеличение его скорооти, обеспечив временное увеличение пропускной способности переноса тепла„ Кроме того, смоченная поверхность трубы увеличивается по сравнению с трубой без внутреннего шланга. Таким образом, иэ-эа наличия шланга двухфазный поток в трубе становится возможным без создания блокировки в трубе.

Когда паровая рубашка исчезает, шланг вновь принимает первоначальную форму. Таким образом, необходимо, чтобы шланг был гибким и упругим.

Шланг может быть сделан.из любого пригодного материала, имеющего требуемую гибкость, проницаемость и/или пористость, толщину стенок и тепловое сопротивление.

Предпочтительно шланг вводить в те части охлаждающей системы, где требуются контролирование и регулировка температуры. Шланг может быть, например, прикреплен к входному концу каждой трубы. Кроме того, шланг может быть вставлен любым известным способом и прикреплен к тру бе, например, при помощи соединитель. ной трубы ири разъема.