Сублимационный конденсатор

 

СУБЛИМАЦИОННЫЙ КОНДЕН САТОР, содержаший корпус с крышкой и патрубками ввода и вывода откачиваемой среды и хладагента. размеш,енные в корпусе охлаждаемые трубные батареи и отбойник , отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, трубные батареи выполнены в виде концентричных спиральных змеевиков, образующих между собой кольцевые конические каналы и ступенчато смеш,енных навстречу входу откачиваемой среды с образованием центрального конуса, патрубки ввода и вывода хладагента выполнены в виде коаксиального коллекторного ввода, укрепленного по центру крышки конденсатора, а отбойник выполнен плоскоконическим и закреплен на коллекторном вводе.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)4 F 25 В 39/04; F 26 В 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M ABT0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

®Ж 4%

13,"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3652617/23-06 (22) 08.07.83 (46) 23.08.85. Бюл. № 31 (72) В. А. Соколов, P. С. Ибрагимов, И. А. Васильев и P. П. Емельянов (71) Опытно-конструкторское бюро приборов контроля и автоматики (53) 621.57.049.2 (088.8) (56) Патент Англии № 1231824, кл. F 28 D 7/10, опублик. 1971.

Шумский К. Б. Вакуумные аппараты и приборы химического машиностроения.

M.: Машиностроение, 1974, с. 321. (54) (57) СУБЛИМАЦИОННЫЛ КОНДЕНСАТОР, содержащий корпус с крышкой

„„SU„„1174690 А и патрубками ввода и вывода откачиваемой среды и хладагента. размещенные в корпусе охлаждаемые трубные батареи и отбойник, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, трубные батареи выполнены в виде концентричных спиральных змеевиков, образующих между. собой кольцевые конические каналы и ступенчато смещенных навстречу входу откачиваемой среды с образованием центрального конуса, патрубки ввода и вывода хладагента выполнены в виде коаксиального коллекторного ввода, укрепленного по центру крышки конденсатора, а отбойник выполнен плоскоконическим и закреплен на коллекторном вводе.

1174690

Изобретение относится к сублимационной технике, к конструкциям сублимационных конденсаторов.

Цель изобретения — повышение производительности.

На фиг. 1 изображен сублимационный конденсатор, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — структура формирования рабочей поверхности конденсатора; на фиг. 4 — схема внутренних соединений змеевиков.

Сублимационный конденсатор содержит корпус 1 с патрубком 2 ввода откачиваемой среды и съемную крышку 3 с патрубком 4 вывода откачиваемой среды. На крышке 3 укреплена активная часть конденсатора, состоящая из змеевиков 5 — 8, центрального коллекторного ввода 9 подачи и отвода хладагента, экрана 10, направляющих теплоизолирующих вставок 11 и плоскоконической перегородки 12, при этом перегородкой и стенками крышки 3 образован вакуумный объем 13. Конденсатор оснащен трубой 14 для подачи горячей воды и пара, системой дренажа 15 и смотровыми окнами 16. На вводе 9 установлен патрубок 17 для подачи хладагента, соединенный со змеевиками 5 — 8 соответственно патрубками 18 — 21 и патрубок 22 для отвода хладагента, соединенный со змеевиками 5 — 8 соответственно патрубками 23- — 26

Структура формирования змеевиков внутри объема аппарата основана на следующих соотношениях (взятых из сторон треугольников АВД и АВС на фиг. 3): величина смещения змеевиков 1=1,25 — 1,3d; шаг приближения смежных змеевиков

S=1.76 — 1,8d; шаг спиральной навивки змеевиков t =3 — 3 5d, где d — диаметр труб змеевиков.

Размеры взяты с таким расчетом, что конденсирующийся на витках смежных спиральных змеевиков слой десублимата образует между ними перемычки величиной 2 о где д — толщина слоя десублимата на поверхности конденсации, и тем самым обеспечивается упорядоченное прохождение основной части потока только внутри кольцевых конических каналов.

Кольцевые конические каналы расположены к оси конденсатора под углом

=40 †, так как при углах Р >45 за счет возрастания гидродинамического сопротивления входу потока в конические

35 каналы ухудшается равномерность конденсации на трубных батареях, а при углах р (40 конденсация ухудшается за счет уменьшения проходных сечений каналов.

Центральный угол сс, образованный в поперечном сечении профилями каналов и характеризующий насыщенность объема конденсата поверхностями конденсации и сопротивление потоку, выбран в пределах

20 — 30, так как при углах 20 уменьшается насыщенность объема поверхностями конденсации, что снижает эффективность работы конденсатора, а при углах )30 с увеличением насыщенности увеличивается лобовое сопротивление потоку на входе в зону конденсации, которое приводит к забиванию десублиматом проходных сечений каналов уже в начале зоны конденсации.

Сублимационный конденсатор работает следующим образом.

Откачиваемый поток парогазовой смеси через входной патрубок 2 попадает в объем аппарата, где расширяется за счет увеличения сечения в объеме аппарата и вторично расширяется, разделяясь на потоки в кольцевых конических трубных каналах рабочей поверхности змеевиков 5 — -8 за счет подпора, создаваемого плоско-конической направляющей перегородкой 12.

При этом поток постоянно конденсируется, взаимодействуя с рабочей поверхностью конденсатора при поперечном омывании змеевиков. Ввиду того, что ближние к входу трубы и наружная часть трубных каналов быстрее покрываются слоем десублимата, между витками смежных спиральных змеевиков образуются перемычки, потоки парогазовой смеси смещаются и конденсируются в глубине объема по длине аппарата и внутри трубных каналов в зоне с большей плотностью укладки змеевиков на единице длины аппарата. Тем самым компенсируется потеря в отработавшей поверхности змеевиков, покрытой слоем десублимата, и исключается проскок паров влаги. Неконденсирующиеся газы проходят вдоль экрана 10 и через кольцевой зазор между перегородкой 12 и крышкой 3 попадают в промежуточный вакуумный объем 13, откуда откачиваются насосной установкой (не показана) через патрубок 4. Промежуточный вакуумный объем 13 обеспечивает равномерность откачивания неконденсирующихся газов.

1!74б90

1174690

Редактор О. Головач

3a к аз 51 64/38

Составитель Н. Олейник

Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4